我国首艘大洋钻探船“梦想”号11月17日在广州入列，是全球钻探能力最强、科研功能最全、智能化水平最高、运维成本最低的钻探船，综合性能全球领先，大幅提升了我国“深海进入、深海探测、深海开发”能力，打造了向地球深部进军、支撑海洋强国建设的“大国重器”，有望率先实现全人类“钻穿地壳进入上地幔”和“开发地球深部资源”两大梦想。
该船总长179.8米、宽32.8米，总吨33000，续航力15000海里，自持力120天，定员180人，配备DP-3级动力定位系统，可在6级海况下正常作业、16级超强台风下安全生存，具备全球海域无限航区作业能力；装备全球最先进的液压提升钻井系统，可实现4种作业模式和3种取芯方式，最大钻深11000米。
国之重器“梦想”号定位是全球钻探能力最强、科研功能最全、智能化水平最高、运维成本最低的钻探船。全国首艘、世界领先，太多的首次首创令建造梦想号充满了挑战。她涉及2330台套设备、48696根管系、1200公里电缆，是一个极其复杂的巨系统，工程量是同尺度船舶的数十倍。该船有哪些先进之处，是如何建成的？
多个首次、首创
1.首次完成大洋钻探船的自主研发
在国外技术垄断、没有可参考经验的情况下，研发团队创新提出了“小吨位、多功能、模块化”设计理念，突破新一代液压钻井系统装船及多功能集成、最新一代30兆瓦蓄能闭环电网应用等8项关键技术，首次完成大洋钻探装备的自主研制，船舶尺度规模控制和综合性能水平实现超越，并取得完全自主知识产权，使我国在海洋科技领域实现重大突破。
2.深海钻探能力全球领先：首次实现4种作业模式
首次配置了全球最先进的绿色环保全液压提升钻机，顶驱举力达到1000吨，具备11000米钻探能力。国际首次实现“传统隔水管、传统无隔水管、轻型隔水管、无隔水管泥浆闭式循环”等4种作业模式和“绳索取芯、提钻取芯、气举反循环取芯”等3种取芯方式，大幅提升了硬岩持高效续钻进能力，钻探效率提升 40%；搭载了自主研发的无隔水管泥浆循环系统和水合物试采专用测试系统。
3.全球最先进海上实验室：首次配置岩芯自动传输系统
实现了我国多功能船载实验室自主设计的突破，打造了全球面积最大、功能最全、流程最优的“海上移动实验室”，总面积超3100平方米，可满足基础地质、古地磁、无机地球化学、有机地球化学、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等海洋全学科实时研究需求；全球首次配置岩芯自动传输系统，可实现岩芯采集、输送到存储的全过程自动化作业；国内首次建设船载古地磁实验室，内部平均磁场小于150Nt；微生物实验室洁净度达万级。
4.全球最先进！应用新型30兆瓦蓄能闭环电网技术
搭载全球最先进的新型30兆瓦蓄能闭环电网，不仅能为海上钻探作业提供了强有力的保障，而且使全船综合能耗降低15%，提升系统运行经济性、安全性。该智能电站由6台功率为5000kW柴油发电机组、1100kWh三元锂电池组和电池管理系统组成。采用闭环电网方案，在动力定位工况下，船上电力系统可分3个分区独立运行，也可闭环运行。闭环模式下，全船的电力供应就可以实现共享，最少仅需2台主发电机同时在网，即可满足作业要求，避免了能源浪费；当一个分区发生短路后，其它分区也不会受到影响，不会发生像百姓家庭一处短路、全家断电的情况。该船电池储能系统在船上用电量少时可以存储多余电能，在用电量多时可以释放能量，起到削峰填谷的作用；在船上电网出现短暂失电故障时，电池系统还能维持船舶动力系统短时运行。
5.动力定位能力达国际最高级别，可在6级海况正常作业
“梦想”号配备了3台4000kW全回转主推和3台3500kW全回转伸缩推以及1台1500kW侧推，动力定位能力达到国际最高的DP3级。普通船舶在海上遇到风、浪、流、涌等外界影响时，其三维坐标会发生较大变化。而“梦想”号则可以通过卫星定位、声纳定位、罗经、运动参考系统（MRU)等传感器计算外界环境力，由动力定位系统自动向推进器发出逆向推进指令，实现在海中“不动如山”，从而保证海上作业的顺利进行。“梦想”号可在6级海况正常作业，能有效延长作业的窗口期。
6.船舶界“最强大脑”：最先进全船综合信息化系统
“梦想”号作业工况复杂，高精尖设备多，为了更好地协调指挥诸多工作系统，由701所牵头研发了该船综合信息化系统。系统由8大子系统组成，全船监测点位超过两万个，能过实验室信息化、钻采作业监控、水合物作业监控系统对船上三大作业区域进行统一管理；通信保障系统负责对外沟通交流，保障通讯安全；智能安全管控系统对全船区域进行实时视频监控，保障所有作业可视化；弹性网络系统联通各个子系统，保障各系统交流顺畅；云数据系统为各系统提供软件支撑，对数据进行整合处理；综合调度系统协调各系统进行统一调度。八大子系统各司其职，成就了船舶界“最强大脑”。
7.深海装备实现国产化替代
“梦想”号150余家参建单位以项目为牵引，推动大洋钻探和高端海洋装备制造业快速发展，解决了“深水光电复合缆、水密接插件”等关键零部件制造难题，实现了井架系统、高低压泥浆系统、隔水管系统等深海装备的国产化替代。
8.世界上最先进！6000米作业级水下机器人（ROV）
“梦想”号上有两套6000米作业级ROV、两套A型架、两套电动绞车系统。该系统设计理念先进、功能齐全、作业能力强，可靠性高，是目前世界上最为先进的作业级ROV系统，能够完成深海水下井口操作、作业守护、海底监测等作业。
如何建成？
在严格的周期和施工要求下，如何在国外技术封锁、疫情、供应链阻塞的情况下保证按期交付，如何实现先进复杂的功能，这对所有建造者都是极其艰巨的考验。
没有条件，就创造条件；没有先例，就创造先例。黄埔文冲船厂的“梦想”号建造们为国担当、集智合力、拼搏奉献、匠心筑梦，采用大项目党建和双项目管理等创新手段，打赢了边设计、边订货、边优化、边建造的攻坚战。在四年时间里，他们攻克巨型总段分场地建造及精准合拢、重量重心控制等18项关键技术，创新关键设备形变防控、减震降噪等57项工艺工法，突破性地完成船舶动力、钻采、实验室、电网等高精尖系统的集成融合，成功交付了一枚可以打开深海“宝藏”、造福人类命运共同体的“金钥匙”。其建造周期创造了同类型高端海洋装备的新纪录。
开创分场地、分区域、分阶段造船先例
作为全国首艘、世界领先，太多的首次首创，导致“梦想”号性能技术状态确定晚、采购订货节点滞后，再加上国外技术封锁、疫情、供应链堵塞的交叉影响，导致“梦想”号无法采用传统的造船方法。在资源场地有限的情况下，船厂决定采用分场地、分区域、分阶段的建造方案，简单来说，就是将全船划分为艏部、舯部、艉部、上建四个区域，分别在水平船台、室内船台、船坞同步建造，最终通过搭积木的方式进行合拢。通过打破船舶建造的逻辑顺序，以空间换时间，以牺牲阶段完整性换时间，从而将设计、采购对生产的影响降到最低。
2022年11月20日，重达7000吨的“梦想”号艏部巨型总段通过移船小车和模块车转运到浮船坞，然后再从浮船坞转运到室内船台与艉半船对接，完成主船体大合拢，这是船厂首次应用该建造方法。为此，船厂创造了一套基于数字孪生测控网的异地半船建造精度控制方法。在数字孪生测控网中，不同总段的建造处于同一坐标系，船体各个结构的定位基准线都保持了一致，保证合拢端面相互匹配。通过严格的过程控制，合拢中半船对接焊缝间隙、全船基线挠度、中心线偏移均能满足质量要求，合拢一次性成功。
打造最强船舶心脏
要实现“梦想”号的各种先进功能，离不开强大的能源供应。梦想号采用新型蓄能闭环电网技术，电站容量达到30兆瓦，相当于一个25万人口县城的用电规模。其电网由六台电压6600V功率5000kW的柴油发电机组、1100kWh三元锂电池组和电池管理系统组成。在闭环模式下，全船的电力供应就可以实现共享，最少仅需2台主发电机同时在网，即可满足作业要求，避免了能源浪费；当一个分区发生短路后，其它分区也不会受到影响，不会发生像百姓家庭一处短路、全家断电的情况。
为了验证该电网的安全性、可靠性，2024年10月5日，船厂在“梦想”号试航中进行了电网短路试验，验证电网自身保护动作的快速性、准确性以及系统的故障穿越能力。该实验风险极大，瞬间最大短路电流可达30000A，是普通家庭电线所能承载最大电流20A的1500倍。一旦试验失控，国家财产将遭受重大损失！船厂事先充分准备短路试验方案和试验工装、开展了模拟故障摸底，反复斟酌和严格把控每一个细节，一次性成功完成试验。
从电站出发，船上7台推进器以及各种用电设备通过长达1200公里的电缆连接在一起，相当于北京到上海的距离，是相同尺度集装箱/散货船的十多倍。该船电缆施工的物量和难度都是空前的，负责这项工作的智增辉介绍说：“艏部是全船电缆布置最密集的部分，我们最多采用了11层电缆托架。因为部分设备到货不及时，电缆铺设无法一次性完成。在电缆托架本来就小的情况下，还必须为后续进电缆预留空间。在最忙的时候，我们的一线员工一个人要承担的工作量，是在普通船上的三四倍，每天只睡四五个小时是常态。”
7台推进器成就“定海神针”
普通船在海上，受到风、浪、流、涌等外界影响，想保持正常航向都存在困难，而“梦想”号的设计要求是在6级海况下可以正常作业，长达数千米甚至万米的钻杆必须像“定海神针”那样稳稳地钻入海床中，到底“梦想”号是如何做到的呢？
答案在“梦想”号的强大动力系统中，她配备了3台4000kW全回转主推和3台3500kW全回转伸缩推以及1台1500kW侧推，动力定位能力达到国际最高的DP-3级。在浪奔浪涌中，她可以通过卫星定位、声纳定位、罗经、运动参考系统（MRU)等传感器计算外界环境力，再自动向推进器发出逆向推进指令，实现在海中“不动如山”。
其中，3台全回转伸缩推是船厂迄今总成过的最大伸缩推，首次采用焊接密封，首次使用3D全站仪进行精度控制。并且建造中伸缩推需要进行全程升降试验，升降高度差达4.3米。为了完成试验，船厂将带有伸缩推的总段在5米高的支撑上搭载，不带伸缩推的总段在传统坞墩上搭载。在试验结束后，再将高处的总段起吊下降至传统坞墩高度进行合拢。由于此时高处的总段重量超过了1000吨，超过了船厂龙门吊最高900吨的起重能力。该船工艺负责人冯仕清提出采用龙门吊和履带吊联合吊装的方法。他提前分析两台大型吊机吊装重量分布和抬吊操作同步性难题，制定严格的吊装工艺，最终保证了伸缩推的成功安装。
然而，成功安装还只是开始，调试试验更是巨大挑战。因为每个推进器都涉及多个厂家，前期技术协议不明确，造成设备与系统的通讯接口问题多，调试过程中出现多次修改，工作量是DP-2功能船舶的5倍以上。梦想号于2023年9月22日开始主推调试，船厂成立主动力调试小组，与供应商、服务商以船舱为家，做到设计问题不过夜、追溯必有反馈。历时两个月，调试小组完成全船主动力系统调试，完成了常人眼中不可能完成的“奇迹”。
文、图/广州日报新花城记者：耿旭静、董业衡 通讯员：夏小健
