未来五到十年是我国海工装备发展关键期

浩瀚的海洋蕴含的资源种类丰富且储量巨大，尤其是海洋石油、天然气的开发，已成为当今各经济强国关注的焦点。由此应运而生的海洋工程装备是人类开发、利用和保护海洋活动中使用的各类装备的总称，是海洋经济发展的前提和基础，处于海洋产业价值链的核心环节。海洋工程装备制造业具有知识技术密集、物资资源消耗少、成长潜力大、综合效益好等特点，是发展海洋经济的先导性产业，是战略性新兴产业的重要组成部分，也是高端装备制造业的重要方向。面对海洋资源开发这一不断成长的新兴市场，世界各国都在积极发展相关装备，加快海洋资源开发和利用已成为世界各国发展的重要战略取向。未来5到10年是我国海洋工程装备制造业发展的关键时期，既要应对国际竞争日益激烈的挑战，更要抓住国内外海洋资源开发装备需求增加的机遇，进一步增强紧迫感和责任感，大力协同，迎难而上，力争通过10年的发展，使我国海洋工程装备制造能力和水平迈上新台阶。发展尚处第三阵营统计资料显示，2010年中国能源消费增幅11.9%，占世界能源消费比例的20.3%，首次赶超美国成为世界最大能源消费国。能源安全不仅关系到一国的经济安全，更是国防安全的重要保障，开发海洋资源，降低能源外部依赖度势在必行。紧密围绕海洋资源开发，大力发展海洋工程装备制造业，对于我国开发利用海洋、提高海洋产业综合竞争力、带动相关产业发展、建设海洋强国、推进国民经济转型升级具有重要的战略意义。海洋工程分海岸工程、近海工程和深海工程三大类，我国海洋工程装备制造业与国际发达国家存在很大差距，仍处于该行业的第三阵营。其中，海岸工程目前我国基本可自主完成;能自主设计部分浅海海洋工程装备，但基本未涉足高端、新型装备设计建造领域，更不具备其核心技术研发能力;而深水海洋工程装备的前端设计还是空白，专业设计机构少、专业设计人员缺;国内大多数船企缺乏海洋工程建造和管理等相关经验，一定程度上制约了我国海洋工程装备制造业的快速发展。在油气工程装备上：自上世纪70年代后期开始，我国海洋油气工程装备研制取得了不少成果，开发并利用了许多形式及各种用途的海洋工程装备，为我国能源建设起了重要的作用。新世纪以后，我国海洋工程装备制造业发展取得了长足进步，特别是海洋油气开发装备具备了较好的发展基础。其中，近海石油勘探是从上世纪50年代末期才开始的。我国海上油气勘探、开发、生产主要在大陆架，水深不超过300m的近海海域，尚不具备超过500m深水作业的能力，海上原油发现率仅为18.5%，天然气发现率仅为9.2%。我国仍然缺少必要的深海钻探及开发装备，尽管一些比较先进的油气工程装备方面已实现国产化，但国内厂商还基本停留在结构件的制造上。相关配套件技术滞后，关键设备和技术仍然掌握在国外厂商手里，严重制约着海洋油气的规模发展。中国海洋石油有限公司见证了我国海洋石油工程装置的研制走过了从无到有、从小到大、从近海到远海，从海况良好到海况恶劣的过程。我国FPSO(即浮式生产储油卸油装置)的数量与研制技术至今走在世界前列，根据ODP报告，甚至比国外早4～5年研制了新的FPSO。但其他海洋石油工程装置还是落后于世界先进水平20多年。海底管线上：在世界范围内的石油能源的各种运输方式中，以管道运输最安全、稳定、可靠，海上石油的开发、各油田及生产平台之间的关连等全部依靠海底管线，而所有海底管线的铺设全部依靠铺管船，大型起重铺管船是海洋油气开发装备中不可缺少的重要装备。起重铺管船是从事海洋石油、天然气输送管道铺设和海上工程装备安装的大型高技术海洋工程作业船舶。因为技术难度大、涉及的设备种类多，目前世界上主要的铺管设备供应商不过3到4家，主要分布在欧洲和北美。国内在海洋铺管领域的技术理论研究非常有限，目前国内的铺管船设备交少，铺管设备基本上都依靠进口，目前在用设备基本已十分陈旧，而且目前铺管设备的采购价格十分昂贵，交货周期长。深海平台上：当前，海洋工程技术比较先进的国家，如美国、挪威及英国等都十分重视深海平台的研究，探索综合利用深水张力腿平台技术、单圆柱平台(SPAR)技术以及桶形基础技术等开发出新的平台形式。据报道，作为概念研究，平台的作业水深已超过1500m(所谓极深水)，有望达到8000英尺。我国现今的深海平台开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得长足进步，已具备自升式平台、座底式平台设计建造能力，并且有国内外多个平台、船体的建造经验，尤其海洋石油装备建造技术日趋成熟。虽然我国对固定式平台整体的结构分析、可扭性分析、疲劳性分析有了相当多的成果，但是与世界水平还是有一定差距。张力腿平台、单圆柱平台(SPAR)、浮式生产系统、深水多功能半潜式平台都将是深海平台技术发展的热门方向。研发新型平台结构形式主要以具有良好的运动性能、较低的造价、非线性动力响应、张力腿的极界承载能力等为技术发展方向。大型及超大型浮式结构上：满足我国深远海岛礁生活和建设、岛礁和海洋旅游、海上维权执法、海洋油气及渔业资源开发、后勤保障、大型气田开发和海上液化天然气接收站建设等方面的紧迫需要，根据不同海域风、浪、流分布的情况，结合不同用途对浮式结构型式的需要，重点开展小水线面半潜箱型、筒形桁架组合型、单船体型单元浮式结构及复合型浮式结构、深海天然气浮式装备等系列深远海大型浮式结构设计、建造、安装等方面的关键技术研究，分阶段实施大型浮式结构的示范工程。超大型浮体的特征是平面尺度(与波长比)巨大，相对来说垂直尺度则甚小。所处的海洋环境又极其复杂，来波或来流的方向和大小在整个建筑物的范围内可能都不一样，同时超大型浮体是具有永久性或非永久性的海上建筑物。作为军事用途时，还要具有一定的抗暴、抗冲击的能力。海上浮式生产系统不仅应用于海上边际油田的开发，而且也用于大型海上油田。其作业水深也逐步由浅水向深水发展，然而还有不少技术问题，如系统的动力特性与运动响应分析;细长柔性构件(如系泊链、隔水管等)的涡激诱导振动及疲劳分析;生产储油船的极限强度及疲劳问题等有待解决。四大问题制约行业发展目前，我国已基本实现浅水油气装备的自主设计建造，部分海洋工程船舶已形成品牌，深海装备制造取得一定突破。此外，海上风能等海洋可再生能源开发装备初步实现产业化，海水淡化和综合利用等海洋化学资源开发初具规模，装备技术水平不断提升。但与世界先进水平相比，产业发展仍处于幼稚期，经济规模和市场份额小;研发设计和创新能力薄弱，核心技术依赖国外;尚未形成具有较强国际竞争力的专业化制造能力，基本处于产业链的低端;配套能力严重不足，核心设备和系统主要依靠进口;产业体系不健全，相关服务业发展滞后，产业发展存在诸多问题。一是基础技术和建造经验不足。我国海洋工程装备制造业与世界发达国家的发展水平差距较大，仍处于该行业的第三阵营，设计开发能力与国外差距较大，目前仅能自主设计部分浅海海洋工程装备，基本未涉足高端、新型装备设计建造领域，更不具备其核心技术研发能力。而深水海洋工程装备的前端设计还是空白，专业设计机构少、专业设计人员少;此外，国内大多数船企未涉足过海洋工程市场，缺乏海洋工程建造和管理等相关经验，一定程度上制约了我国海洋工程装备制造业的快速发展。二是自主创新能力不强、国外技术封锁。海洋工程产品具有高技术特点，而国内海洋工程企业缺乏技术及相关科研人才支持，自主创新能力不强，基本是参照或直接引进国外技术，承接海洋工程产品订单，产品技术含量低;同时，海洋平台的各类功能模块以及各类配套设备规格品种多，对技术性能、材料、精度、可靠性、寿命及环境适应性的要求十分严格，专利技术多、附加值高的高端配套设备，多被国外供应商所垄断，面临国外技术封锁的严峻事实，核心技术受制于人，发展过程中存在的问题不容忽视。