一边是海工船的产能过剩，一边是国家对科考船的大量需求，如何能将两个市场融合已达到双赢？海工支援船（OSV）构造和技术性能方面非常符合科考船基本需求，将其改造成科考船能节省成本及建造时间。本文从技术和需求为切入点，希望能为海工船东和船厂在海工市场低迷的背景下提供一些思路。

引言

全球海工支援船（OSV）市场依然面临严重的供给过剩问题。随着市场需求持续低迷，长期闲置的OSV数量创下新高。随着油价下跌、海上研究项目需求下滑，海工行业资产价格已经降到史上最低，全球各地的许多船东相继破产,大量海工船舶被撤单或延迟交付，滞留在船厂。与此同时，最新消息称，目前美国有250多艘各种用途的海洋科考船，但中国目前只有40多艘，未来中国对海洋科考船的需求将非常大。

近年来，我国一直积极推进海洋科考装备建设, 中国海洋大学副校长吴立新教授在2016年海洋科考船和热门船项目机会研讨会上证实中国将很快下单建造成本达50亿人民币的科考船。702所顾问、原708所向阳红科考船总设计师葛兴国在研讨会上演讲说，不但国家海洋系统的研究所和机构将下单建造多艘科考船，许多大学，包括西北地区的大学都在准备建造科考船。最近几年新建科考船包括向阳红03号、嘉庚号的布局及技术性能与海工支援船（OSV）非常接近，在海工市场低谷时期收部分未交付的新建海工支持船并改造成科考船不但能够节省经费，还能将海工船舶资源重整，减少资源浪费。

一、科考船技术要求

海洋科学考察船一般具有各种科学调查能力．每一种能力都对应着各自独特的调查手段，这就要求船舶这一平台具备适应各种调查能力的航行状态。科学考察船根据其调查能力定位的需求对船舶通常有如下几方面的特定技术要求：

1、动力定位能力：

海洋科学考察船通常具有海洋生物、海洋地质等调查作业能力，需要释放水下机器人，或者释放海底取样装置如柱状取样器、箱形采泥器等，这些作业对船舶的定位能力和定位精度有一定的要求，也就是DP功能，根据不同的作业能力要求船舶能够保持一定的位置或一定的航向，在作业状态下不可偏离水下仪器释放位置太远，否则容易造成调查作业设备丢失等情况发生，因此通常海洋科学考察船会要求具备动力定位能力。

2、灵活的操作性能

科学考察船通常携带多种需要释放海上的科考仪器及设备，需要操纵船舶在调查取样结束后需要顺利回收，因此要求船舶应当具有灵活的操纵性能。

3、航速航行性能：

具有海洋地球物理调查系统、深海环境探测系统等调查能力的科考船要求具有较好的低速航行性能。比如在约5节航速下进行地震勘测气爆测量、深海拖曳操作等。

4、电站的冗余度：

科学考察船上配置有几大系统的科考设备。各种科考设备要正常工作需要船上提供足够的满足要求的充足电能，因此，科学考察船需要电站有一定的冗余度。

5、低噪声、低振动性能：

科学考察船携带大量探测设备。探测设备对船舶自身噪声要求比较高，为了不影响船舶探测设备的测量精度，故科学考察船要尽可能地从船型设计，结构设计及选用低振动、低噪声的设备等方面，降低船舶的自身噪声。

二、海工支援船PX121(H)技术性能与可改造空间

PX121H是挪威Ulstein Design&Solutions As设计的一款最新的高端电力推进海洋平台工作船，型长83．4米，型宽18米，经济航速12.5节，甲板面积840M²，生活区住室30人。根据科考船技术需求，PX121H船型设计以下几个方面非常符合科考船技术要求。

1、动力定位能力，此船为DP2动力定位设计，动力定位能力和控制比通常DP1设计的科考船增加了安全性和冗余度。

2、灵活的操纵性能，此船配置了2台全回转电推，2台艏侧推，能够实现原地360度旋转，并且配置了前后驾控系统，所有动力系统都集成在一台操纵椅上，椅子前后左右旋转，上下都能电动控制，使操船人员能更轻松操纵船舶。图（1）（2）

图1，PX121 控制系统图

图2 PX121电动操纵椅实物

3、低速航行性能，由于此船动力设计为电力推进，能够根据电网负荷增减在线发电机数量实现无极变速。

4、电站的冗余度，采用电力推进的科考船，除对航速或航渡时间有较高要求外，一般决定电站总功率的最大用电工况为科考作业工况。根据此船原来设计电力负荷计算书可知，航速能满足原设计航速，由于此船改造后原来一些海工设备可以移除，如干散货空压机，泥浆泵，泥浆搅拌器，淡水补给泵，钻井水泵等节省出的电力负荷容量为一些新添加科考设备在科考作业工况（低航速情况下）满足电力冗余要求。

PX121H 可用电源：

2X1550KW ,3X690V,60HZ 主发电机

2X910KW, 3X690V,60HZ 副发电机

1X99KW,3X44OV,60HZ 应急发电机

1X350A,440V,60HZ 岸电接线箱

5、低噪音，低震动，PX121H 为乌斯坦公司最新X—BOW Hull Line设计，可有效减少船艏受到的冲击和噪音、振动等程度。此船采取了一系列减振降噪工艺使本船满足DNV入级符号COMF—V(3)的指标要求--图（3），如生活区地板使用浮动地板敷料，舱室墙壁与地板使用弹性连接-图（4）等。水下噪音性能需要专题论证改进。

图3 ，DNV COMF-V(3)允许的最大噪音量级[dB(A)]

图4，浮动地板敷料

图4，舱室舱壁与浮动地板弹性连接

可改造空间：此船由于属于电力推动，没有机械轴系贯穿整个船体，对改造相当有利。由图5-总布置图可以看出，船舯位置从肋位22-64为PX121货舱部分并且与机舱隔离，此位置所有货舱设备都可拆除重新设计并安装各种科考设备及实验室。另外，此船原设计甲板面积可达840平方米，加装生活区及实验室模块后还应该会留有足够的后甲板空间。

图5，总布置图TWEEN DECK

三、海工支援船 PX121（H）改造成科考船的具体设计建议

为满足科考船生活住舱人数要求，增加生活区模块，原生活区住室可搭载30人，增加生活区模块后生活配套上下水系统，空调通风系统，供电系统都需重新设计或者单独另设。根据新造科考船大洋二号设计续航能力达到需要60天左右，原伙食冷藏系统需要扩容或者单独另外加设。

船艏增加直升机平台-如图6，大气探测设备由于需要远离烟囱，可安装在此直升机平台上，设计为可放倒式，或安装于平台下方。

图6，带直升机平台船型

1、船舯货舱移除，重新设计安装科考实验室及科考设备。为尽量少的船底开孔而避免影响整体结构可采用向阳红10号的GONDOLA装置（图7）搭载各种声学换能器，如全海深多波束测深系统换能器，全海深浅地层剖面系统换能器，船载声学多普勒流速剖面仪换能器（ADCP）等。超短基线水下定位系统等需要安装在船体并需要在船底板开小孔应考虑是否影响结构。

图7 向阳红10号GONDOLA搭载平台

2、为避免排烟影响大气探测，烟囱整体向船尾后移，原烟囱通道改建为直通机舱的电梯竖井。

3、艉部A型吊架安装，船尾A型吊架是综合科学考察船的主要调查作业支撑系统之一，与铠装同轴缆、光电复合缆等绞车一起实现水下拖曳探测器（ROV、深海拖曳探测系统、生化拖体、可视多管取样器、可视箱式取样器、深海钻机等）的收放及作业控制。此A型吊架安装前需要设计院在安装位置进行主甲板结构加强并作有限元分析。

4、为配合科考具体需求而配置的船肿各种绞车，如CDT绞车，地质钢缆绞车，铠装同轴缆绞车，铠装光电复合缆绞车，门型吊架等都可与实验室及生活区模块一起设计。

5、电力系统与电磁干扰控制需要专题论证研究。

四、典型案例：探索一号改造

隶属于中国科学院深海科学与工程研究所的探索一号原属中海油海洋工程有限公司的“海洋石油299”是一条海工多功能作业船。2015年， 探索一号”改造项目在中船澄西船舶(广州)有限公司开始主船体加长、生活区重建、大量舱室管路改装、新设备安装调试等工程。2016年5月5日，我国4500米载人潜水器以及万米深潜作业的工作母船——“探索一号”在中船澄西广州公司完成主体改修工程，正式交付中国科学院。改造后的“探索一号”（图7）由原来的海洋工程船扩展为深海科考船，除了作为深潜器的工作母船和试验平台，还具有了充分的深海科考作业能力，建有地质实验室，地球物理实验室等十多个实验室，另外在甲板面设置2个可拆卸式移动实验室，能同时搭载60名船员，科学家和潜航员。改造后的“探索一号”船舶满载排水量为6250吨，船长94.45米，型宽17.9米，无限航区，DP2动力定位，续航能力大于10000海里，自持力大于60天。

图8改造后的探索一号

五、海工船收购及合作

当前，大量海工船被延迟交付或撤单，根据万方数据表明, 2016年，国内船厂海工支持船延迟交付或撤单229艘，实际交付133艘[4]，中国船企面临巨大的经营风险。据英国克拉克森数据显示，近期船东可以低价收购船龄只有几年的二手海工船，价格甚至只有成本价的15%至30%。[5]另外，滞留国内船厂的很多船舶权属问题还需要进一步研究，可由船厂牵头与有科考船改造需求的科研院所以及船舶设计院一起探讨收购问题。另外，这些海工船大多悬挂方便旗，如改为中国船籍悬挂五星红旗需要办理进口，可与国家工信部等相关部门要求给予进口优惠政策。

另外，可以采用合作或股权转让模式与有需求的相关院所及科研院校进行科考船改造。比较成功的案例如国家海洋局第二海洋研究所与浙江太和公司一起合作建造的“向阳红10号”。

六、结论

现今国际社会倡导的节能环保理念已经在全球得到广泛共识，为合理配置资源，减少资源浪费，有效整合现有海工船并对其进行功能改造加快我国科考船队建设，还需要船舶设计院与有需求的科研单位一起共同研究发掘各船型改造可能性。 （作者：国家海洋局第二海洋研究所 张恺）本文由作者独家授权