科创中国

本专题主要研究内容包括：研究世界上典型钻井船主体结构的结构布置、材料选用原则、结构构件尺寸的规范计算方法、总强度分析方法和疲劳寿命分析方法；以 PRD12000 钻井船工程项目为研究对象，对其进行总强度分析研究，掌握深水钻井船总强度分析方法，并研究月池大开口对主体结构总强度的影响规律；研究并形成适用于钻井船的结构设计方法与流程、总强度分析流程和疲劳寿命分析流程；针对目标钻井船的总体布置，进行合理的结构布置、结构尺寸确定，绘制目标钻井船基本设计图样和技术文件；完成目标船的波浪载荷直接预报、总强度和疲劳寿命评估。 研究的主要关键技术包括：  钻井船总强度分析技术；  钻井船疲劳寿命分析技术。

结构设计载荷研究 钻井船漂浮于海上，需要承受风、浪、流等环境载荷以及由船体运动产生的惯性载荷，这些载荷是船体结构设计的基础。在这些环境载荷中，对于船体结构而言，波浪载荷是主要成份；而对于船体主甲板上的高耸井架结构而言，风载荷和惯性载荷则占主导地位。将船体自身载荷分为静水载荷和波浪载荷。静水载荷由装载确定，不同的装载工况会产生不同的静水弯矩和静水剪力。因此合理的配载，也是降低静水载荷、进而减轻钢料重量的重要内容。 根据规范对于液舱深舱舱壁平台或者水密舱壁平台的不同要求，可以计算设计船体结构构件的钢板板厚、骨材尺寸以及桁材尺寸。在这一构件尺寸设计过程中，液舱透气管高度、舱深、设计吃水以及破损水线高度是决定设计载荷的主要参数，在构件尺寸确定阶段应尽量保证这些决定性参数不会发生较大变化。甲板设计载荷是钻井船完成其功能的重要设计基础。除了规范要求的甲板设计载荷外，还需要根据功能布置的不同，由业主在技术规格书中明确规定不同区域的甲板设计载荷。各层甲板、平台根据甲板设计载荷计算板厚、骨材尺寸以及桁材尺寸。

本项目通过十个专题的研究，全面掌握了深水钻井船设计技术、深水钻井船关键性能数值分析技术、深水钻井船水池模型试验技术、深水钻井船总体建造技术和深水钻井船建造工艺仿真技术，研究并提出了改善月池效应的技术方案。

上述设计技术成果应用于 1500 米水深钻井船工程项目的方案设计、详细设计和建造，并在工程项目实践中进行了深化和完善，确保了工程项目的顺利实施；上述设计技术研究成果还应用于 3000 米水深钻井船的开发，提出了目标钻井船的自主开发方案并完成了基本设计，顺利通过了国外船级社的审查认可，具备了推向市场接单的条件和技术基础。

通过本项目的实施，取得了全面的、系统的研究成果。具有广阔的应用前景。

研究团队由中国船舶集团有限公司第七○八研究所 上海船厂船舶有限公司的数余名专家组成。研究团队按照“关键技术取得突破，研究成果拓展应用”的总体思路，考虑我国南海油气开发背景，并结合国际市场需求，分阶段实施深水钻井船的研发。本项目研究分为“深水钻井船设计与建造关键技术研究”、“1500 米水深钻井船工程化应用研究”和“3000米水深钻井船开发设计”三个阶段开展。 项目申请并授权专利 12 件，其中发明专利 3 件，实用新型专利 9 件。发表论文 20 篇，其中 4 项为硕士论文。完成软件著作权登记 2 项。

通过本项目实施，主要实现了以下经济与社会效益：

1项目参加单位成功签署了 2+2 艘深水钻井船总包建造合同，合同总价值近 10 亿美元，实现了我国自主设计总包建造钻井船零的突破；

2 TIGER 钻井船主要钻井设备由四川宏华集团供货，实现了国内厂商首次总包深水钻井装备的钻井包，钻井设备国产化取得了里程碑式的突破；

3 完成了适用于我国南海作业的 3000米水深钻井船自主研发，标志着我国进入了国际深水钻井船自主研发设计方阵，有力提升了我国高端海洋工程装备领域的综合竞争力；

4 海洋工程装备人才培养成效显著，依托项目实施持续培养了 4 名硕士研究生，组建了一支深水钻井装备研发团队；

5 项目形成的深水钻井船设计与建造技术体系，在后续项目如工信部第七代钻井船课题、天然气水合物钻采船工程项目中持续得以应用，支撑了我国海洋工程装备研发的持续发展，产生了显著的经济和社会效益。

通过深水钻井船工程化应用研究，实现了国内深水钻井船自主设计、总包建造零的突破，4 艘钻井船合同总价值达10 亿美元，经济效益显著，同时也是国内厂商首次总包高端钻井装备的钻井包， 标志着我国深水油气资源开发关键装备研制水平取得了新突破，对我国海工装备制造业具有重大意义。此为该成果的重要转化方向。