日期：2015-03-11
来源：新闻公告
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在我国船舶与海洋工程事业发展的道路上,有一位智者,他历经50年风雨洗礼与工作磨练,拼搏创新、追求卓越,一步步奋斗取得丰硕成果。在造船、航运、石油等业界享有较高声誉,为我国造船事业发展与国家能源建设做出突出贡献。他就是船舶设计大师、船舶与海洋工程设计专家赵耕贤研究员。在他身上,有一种信念支撑他走过艰难历程,有一种力量激励他推进造船技术,更有一种精神,使他执着坚宁事业。他的成长和成就,助推着我国造船事业的不断发展和进步。
赵耕贤是上海交通大学、哈尔滨船舶工程学院评阅硕士生、博士生论文的专家、学位答辩委员会主席。第七研究院学科带头人。入选上海市科委与市经委、中国船舶工业总公司专家库。被法国船级社中国审图中心外籍经理HUYNH Duc Dung先生誉为: “中国目前设计水平最高的船舶与海洋工程结构设计专家”。被中海石油(中国)有限公司文昌13-1 /2油田作业公司授予“文昌LPG项目优秀项目顾问”。2007年获中国工程院院士有效候选人资格。2008年被推荐为国家863专家,同年九月被授予“上海市老有所为”十位模范提名奖。中国船级社(CCS)高级技术顾问,任“技术咨询和评议委员会委员”。上海市船舶与海洋工程学会第十二届理事,船舶结构力学专业委员会主任。国家经济发展改革委员会“‘十二五’海洋工程装置研制与产业化专项”专家指导组成员。国家工业和信息化部“‘十二五’海洋工程装各科研项目”评审专家。
他曾主编《船舶设计实用手册——结构分册》、《FPSO船型优化》、《FPSO设计文集》及《船舶与海洋工程船体结构设计文集》;参与合编《中国现代科学全书·船舶与海洋》、《海上浮式LPG回收技术与实践》等著作。在国内外发表论文与研究报告百余篇,荣获各级科技进步奖13项,其中国家一等奖一项,二等奖二项;省部级一等奖三项,二等奖一项,三等奖一项;终生享受国务院政府特殊津贴。
如此骄人的业绩,赵耕贤从不炫耀。然而,他以严谨的工作作风,追求知识的真谛,技术创新的风范,真诚传承的精神,鞠躬尽瘁地助推我国造船事业走向新的高峰。
仁心博爱传承事业
赵耕贤,智慧的双眸炯炯有神,深遂的目光折射出知性与理性;身材虽然瘦小,但并不影响他待人处事的宽广胸怀。二十世纪八十年代末到九十年代初,他身在国外,而心里依然燃烧着对祖国、对事业热爱之火。他是一位学者专家,时常为解决设计难题,废寝忘食、不分昼夜;他是一位尊重科学的专家,从不论年龄、资历,只争优劣求真谛;他是一位益师良友,栽培了一个又一个学生,己成为国内外造船界的优秀技术骨干;他是一位智者勇者,为业界留下诸多的创新成果与宝贵经验。
进入二十一世纪以来,人们总能在《中国船舶报》、《光明日报》、《科技中国人》、《上海晨报》、《中国船检》、《国际海运》等报纸与杂志上,见到赵耕贤的事迹和采访报道。每当记者约访他,他总是说:“多报道一些年轻同志,特别是40-60岁的。他们才是时代的强者,造船大国、强国的目标,要靠他们去拼搏。”纯朴的话语充分表露出他为科研事业发展甘当人梯、默默奉献的追求与志愿。在电话、短信与邮件的交往中,他常常说: “趁自己身体还好,多为国家培养几个年轻人”,他把自己融入事业、又把事业的传承当作最重要的事情,这是何等的仁义!有这样一批仁者在,中国造船业的明天一定辉煌灿烂。
勤奋睿智必结硕果
1941年农历9月28日,赵耕贤诞生在原江苏省嘉定县嘉定古城南门的一个普通人家。1947年就读城内一所私立企云小学。小时做事,习惯用左手,这在旧时代,被视为缺失家教,为了遵循私立学校的校规和顺从世俗,强制将左手写字、握筷子这两个习惯,改用右手。年少时,他曾在盛满水的木盆里,玩自制的小船——橡皮筋为动力,扭曲的铁皮为螺旋桨,装在前尖后方的空木盒里。这似乎预示他一生与造船的不解之缘。
1958年夏季,全国开展扫除文盲运动。赵耕贤时值17岁,就积极报名当扫盲教师。那天,正当他在嘉定护城河岸边,准备上一条内河运输船时,听闻他的父亲被划为“右派”如雷轰顶,对他是一次重大的打击!他还是毫不犹豫地参加扫盲运动,与船员们同吃、同住、同摇橹、拉纤数周。利用早晚时间或掌舵机会,教他们认字、写字。船上扫盲结束,赵耕贤又继续深入农民家,上门去上课。这短暂的接触社会的磨练,竟又是与“船”有缘。
当年反“右”运动的厄运无情地笼罩着他全家。赵耕贤家庭唯一的经济来源被堵截,只能靠他母亲做临时工、亲戚资助,甚至变卖些还算值钱的物件维持生计,生活变得十分艰辛。经历过苦难的人更能真正体会生活的意义,他明白只有努力学习,完成学业,考入理想的学校,才能跨越这个难关,也才能报答母亲含辛茹苦的养育和为他所有的付出。他并没有因此消沉,而是在艰难困苦条件下,完成了高中学业。高中毕业后,赵耕贤从江苏省赶到上海,借住在徐家汇的上海市第四女子中学,准备参加全国统一高考,考区恰巧是交通大学的文治堂,这似乎又在预示着他将来所从事的职业。他以高分考入了交通大学船舶制造系,这也是他人生轨迹的转折点。
入校后,在学校一等助学金资助下,师承上海交通大学杨穗、罗德涛、李学道、林杰人、张轶群、姜次平、张光耀、陈伯真和刘涌康等名教授。在朴实严谨的交大学风熏陶下,有老师的悉心教导,同学的友善相待,他度过了人生虽艰苦却充实的日子。他,学习刻苦勤奋,成绩优秀。当时,被学生们戏称“留级力学”的“船舶流体力学”课程以及非造船专业的“机械零件课程设计”,他都得了满分,而成为当时学子中的佼佼者。大学毕业前夕,成绩优异的他被学校选送到第七0八研究所进行“万吨油轮”的毕业设计,论文被评为最高5分。1964年毕业时,原本心里还有一丝阴霾的他,竟然出乎所有人的意料,被分配到七0八所,成为一名光荣的军人。他坚定了献身造船事业的意志,决心在困苦和艰难中闯出事业的辉煌。
近50年的设计生涯中,赵耕贤主持和参与过数十余项船舶与海洋工程的研发和设计,与国内十多家大型船厂、世界上五个著名船级社合作,多次出任驻船厂工作组组长,足迹遍及亚、非、欧、美等洲的十余个国家,并活跃在国际船舶与海洋工程论坛。特别是在FPS0、海洋钻采平台、大/超大型油船、大型散货船、集装箱船、科学考察调查船等船体设计方面,有极深造诣。9次主持渤海和南海海域FPSO设计,5次主持大型/超大型油船设计,主持“好望角”型的大型散货船设计,主持国家和中国船舶工业总公司等“九五”到“十一五”、“863”等重大项目研究。2007年开始任世界上最新颖、作业水深3000米“海洋石油981”深水半潜钻井平台和在建JU2000E加强型自升式平台的技术顾问。他参与设计的船诸如:第一艘中国十大名船之一‘渤海友谊号’FPS0;第一艘新设计台风不解脱‘南海奋进’FPSO；第一艘出口苏伊士最大型‘WILOMI YANGZE’油船;首例FPSO的‘海上LPG回收’改造;第一艘作业水深3000米、当代最新第六代‘海洋石油981’深水半潜平台;国内首次开发30.4万吨VLCC等。中国工程院张炳炎院士曾称赞:“赵耕贤参与和主持中国多型首例产品中,无不孕育着创新的理念和辛勤耕耘的硕果。”
赵耕贤虽己年逾古稀,受船东、船厂、船级社和国家有关部门的邀请,依然走南闯北活跃在船舶与海洋工程领域,积极为国家和上海市的造船业发展献计献策。参与造船、石油、航运、冶金、桥梁等领域的重大工程项目的技术咨询,并受邀奔赴海上锚地、海洋油田、船厂等现场,诊断并解决运营船舶和海洋工程的裂缝与损伤事故。由于他勤奋学习,勇于实践,在船舶与海洋工程事业中取得了辉煌的业绩,受到业内人士赞誉。
渴求知识崭露头角
初试剑刃
1972年赵耕贤有机会主持新船型的设计——千吨沿海救助驳船“南驳46” ,具有拖绞、潜水、打捞等多种作业功能。它是我国近海海域中援救舰船搁浅、沉船等海难事故中急需配置的新船型,也为远洋打捞船的设计奠定必要的技术基础。设计一开始,赵耕贤就与其他专业的设计师深入舰队和地方救捞局,进行调查研究。1973年11月他又随上海救捞局的“红救四号”打捞船,在长江口横沙岛附近的江面上,参加打捞底朝天、沉没70多年、54米长的柚木船,真实地感受到潜水作业的全过程,了解了减压舱的配置等。期间,听取了打捞作业人员对设计方案的意见。1975年11月前往广州黄埔下厂进行施工设计。1977年主持并参加了该救助驳船的80吨大吊支架及其加强结构的应力与位移测量,提出测量方案与测点位置。大胆地利用实测结果指导构件的设计。面对受力极大的系缆柱的结构加强,以及救生艇甲板下无支撑的悬臂结构设计,在无章可循、缺少结构分析软件的情况下,他根据受力特征,采用解析法设计,取得了成功,获第七0八所1980年度科技进步奖。在双重舷侧的水平撑杆设计中,更是考虑了捆绑在舷侧500吨打捞浮筒的碰撞冲击作用,成为国内最早研究船舶碰撞分析的设计师。十年磨一剑,1981年“南驳46”正式交付深受好评。1982年1月22日人民日报对此进行了报道,并刊登了照片。
善闯难关
二十世纪七十年代,赵耕贤参与了国家重大工程中的“远洋调查船与“远洋打捞救生船”施工图纸的校审工作。当时,直升机上船使用在国内是第一次,在缺少参考资料更没有结构分析软件的极其艰难的条件下,设计师们解决了直升机起降平台结构设计,这在技术上是一次“零”的突破,他曾有幸参加直升机上船的技术协调会与直升机的海上系留试验。当时,为设计师们困惑的直升机起降平台载荷选取问题,引起了他的注意,萌发了进一步探索的欲望。在孙海涛科长的推荐和支持下,1976年他第一次主持“舰载直升机起降平台结构强度”的研究课题。在当时交通与通讯并不方便的条件下,他与黄芳昌设计师一起坚持调研,奔波于国内机场、飞机制造厂、直升机研究所。查阅国内外直升机的性能与设计指南,了解飞机的起落与系留,观察直升机起落现象。从直升机起降平台与飞机起落架等强度理念出发,提出了起降平台的分区概念,将其分为着落区、缓冲区和边缘区,努力探索其设计方法,虽然他的住处与办公地点相距要1个小时的路程,但他仍夜以继日、八易其稿,完成研究报告。在上海造船工程学会1978年年会上宣读了《直升飞机起降平台强度计算》论文,此文后并刊登在《舰船科研与设计》杂志上。时隔30年,才知该方法早被业界所认同,并已直接用于高性能船舶型号的设计:2008年一天偶然的机会,在中国船级社北京总部,经CCS研发中心陈实主任将赵耕贤介绍给一位名叫宋克庆的先生。宋先生一把拉住赵耕贤的手,说:“久闻大名。”又说: “我们在设计中,面临着直升机起降平台设计无规范可循的问题,急于解决。你们的《直升飞机起落平台强度计算》文章,吸引了我们专业设计师,直接按文中介绍的方法完成设计,还成了其他舰艇设计的重要指南。”
崭露头角
二十世纪七十年代末,改革开放刚开始不久。七0八所承接了第一艘香港船东订购的多用途大开口船“海上建筑师”号的设计任务。所领导十分重视,配备了由各专业科科长组成的设计班子,参与合同设计。在审查基本结构图时,年轻的赵耕贤根据该船型的载体受到双力矩作用,提出“货舱口之间的舱口角隅,应采用圆形、而不是抛物线”的建议，获得前辈的采纳,大大增强了他对船体结构设计的兴趣。
大开口新船型船体设计的另一关键技术是船体扭转分析,当时在国内还处于空白状态。赵耕贤接受这项任务后,与专业主任设计师沈金方一起,从国外文献中寻找问题的解决方法。国外《造船技术进展 (Internationa1 Shipbui1ding Progress)》杂志刊登的英国第·王尔特方法,引起了他们的关注。经过研究、消化、实践,终于完成该项复杂的计算,其结果被英国劳氏船级社和中国船级社接受。嗣后,赵耕贤深感计算如此繁复,中间任何一个数据的出错,将会引起全面返工。他用刚刚学到的Ⅹ2语言编制电子计算程序,不辞辛劳地一次次跑到中国船舶工业总公司软件中心的719机进行程序调试,最终通过程序调试,同时也证明了程序计算无误,成功地用于我国第一艘全集装箱船“天燕”号设计。继而又用于第一艘出口的700箱全集装箱“海皇·碧玉”号和16800吨多用途船,其结果分别被英国劳氏船级社香港审图中心和波兰船级社的认可。在我国集装箱新船型的初始研制中,发挥了推动的作用。他编制的计算机程序获得了1983年度七0八所科技进步奖。
二十世纪八十年代初,赵耕贤的友人从日本参与船舶监造回国,告之日本造船业开始采用蝴蝶式的尾轴毂结构,并提供了记忆中的草图。赵耕贤如获至宝,经仔细研究与探索后,应用于“海皇·碧玉”号设计,大大简化建造工艺,该船获1985年国家科技进步三等奖。
追求真谛发奋拼搏
赵耕贤总会抓住机遇,善于去发现—些特殊的设计难题,并亲自动手去解决。一次次的成功又激励着他勇攀新高。“追求真谛,发奋拼博”是他工作的真实写照。
出色监造师
“要当老师,先要做好学生”是赵耕贤—生的行为准则。在二十世纪八十年代中期他受天津海运公司聘请,参加国内自主设计、建造使用的第一艘新颖的全集装箱船“天燕”号的监造。作为设计师参与现场监造,对他来说也是第一次。建造质量如何才算合格?去船厂之前，总能在七0八所图书馆中看到他的身影:他又奔走于江南、沪东、上海和中华四大船厂,向他们的专职检查人员虚心请教,从中掌握了一些验收标准。经过20多个月的现场监造,他不仅对船体建造,而且对轮机、电气、空调、内装等的安装与验收也有了更全面的认识,及时发现并纠正建造中的质量问题,并协助船厂制订有关工艺文件,诸如:指导工厂铸锻件的探伤,传授铸件裂缝的补救方法,集装箱导轨安装技术等。整个工作受到业主与船厂的好评。后来,每当有人请教时,他都详细地给予传授。
优秀设计师
1990年赵耕贤从新加坡回国后,领导征求他去向时,他选择了继续留在船舶与海洋工程设计的第一线。直接投入国际上最新要求的双壳体大型油船的开发。1992年以后,他作为项目的技术主管、副总设计师、国家重大项目负责人,主持和参与香港和合航运公司的起重船、广州海运局苏伊士最大型油船、中国第一艘出口挪威安德尔斯·威廉姆森航运公司苏伊士最大型油船、中国船舶工业总公司国际贸易部30.4万吨超大型油船、中国海洋石油总公司的浅水16万吨级和30万吨级超大型FPSO、南海抗台风型10万吨级15万吨级FPS0等设计,积累的宝贵经验，大大提升了他的设计能力。这些经验和能力,在他作为国家重大项目负责人并主持关键技术研究中,得到尽善尽美地发挥,有诸多的技术创新,使他真正成为船舶与海洋工程的优秀设计师。
卓越咨询师
近十多年来,赵耕贤受船东和中国船级社的邀请,参加多项重大项目的技术咨询和海损事故处理。2004年南海番禺4-2/5-1油田的“海洋石油111” FPSO因操作原因而引起输油管受热膨胀,造成600mm直径的输油管爆裂,支架被拉裂,甲板上淌满了20公分厚的一层原油。眼看污染海洋、油田停产的严重事故即将发生,他受命前往事故现场,处理拉裂的支架。虽然这不属于他的专业范围,但他还是带领学生韩天宇乘坐直升机奔赴南海番禺油田。一下飞机,立即更换衣鞋,察看事故现场。当即提出了油田不停产情况下输油管支架修复的办法,绘制图纸,交付现场施工,节省数千万元。深受油田操作者美国Devon公司管理人员的赞赏。
2007年1月28日下班后,赵耕贤连夜赶到40公里外的上海外高桥装卸码头,不顾一天的劳累,在中海集团集装箱运输公司仲惠良经理、龚亚良先生陪同下,实地察看了由罗马尼亚建造500TEU集装箱船“向珠”号损坏情况,当即提出修复建议。第二天又赶到该公司讲解损坏原因与修复方案。2007年2月4日,正值元宵节,又遭遇大暴雨,他全然不顾恶劣天气,赶到了70公里外的修船码头,亲临现场指导船体修复工作,为该公司节省外汇,创造了可观的经济效益。
另外,赵耕贤还受邀到造船厂、中海工业、中海油、中石油、设备配套企业等单位,作“海洋油气装置设计”的专题讲座。
工程项目一次次的成功增添了他对造船事业的热爱,也逐步形成了他对事业勇于创新、执着追求的风格。在七0八所建所55周年的“辉煌航程”纪念文集中,他曾写过这样一首诗：
风险与机遇并存,
但路是人走出来的。
想要到达成功的彼岸,
只有知难而进,
认真踏实加思索,
事业才有大成。
勤于思索不断创新
“勤于思索不断创新”是赵耕贤工作的主线,也是他成才的源泉。
海洋石油是国家工业发展的重要能源,它也给人们带来丰厚的利润。海洋石油开发较多的是采用两种途径:一种是采用海上固定式的采油平台或海底采油设施,海底铺设输油管道,将原油直接输送到陆(岛)上的终端储存站,以待运送到石油提炼厂；另一种是将采出的石油通过海底输油管道，汇集到海底管汇基盘。再从管汇基盘通过柔性立管,输送到FPSO,通过FPSO上的生产流程系统,处理成合格的商用原油进船舱内储存,然后由穿梭油船驳运到世界各地。
由于受到海上诸多条件的限制及昂贵的海底输油管道, 使一些离岸较远的、海况恶劣海域的油田无法开发,而一些储量小、零星的边际油田更是失去开采价值,被视为“无用”的资源。那么,怎样才能使这些油田的油气资源发掘出来呢?一种科学而又经济的模式就是上述的第二种开发途径。
1977年在地中海的海洋石油开发中,首先问世了浮式储油装置(F1oating storage Offshore,简称FSO)。随后,通过改进,扩展成FPS0浮式生产储卸装置。FPS0是集海上油气处理、商用原油储存与外输、发电、供热、油田监控、人员居住等多种功能于一体,危险性程度极高、特殊的海洋工程装置。它相对于固定式采油平台而言,具有初投资小、储/卸油能力大、作业范围也不受水深与海域限制、有极强抗风浪能力,并可长期系留在海上、可重复使用等诸多优点。所以,FPS0越来越被人们所青睐,以FPSO为中心的海上采油模式被广泛应用,已成为当今世界海洋石油开发主流形式之一。
赵耕贤自二十世纪八十年代中期我国自行设计与建造第一艘“渤海友谊号”FPSO起,2005-)。载重量从小的几万吨级到超大型30万吨级、从软刚臂式(Soft YOKE)到内转塔式(Turret)的系泊系统、海况温和型的渤海海域到海况恶劣型的南海海域、从舷侧旁输到尾部外输的外输油技术。赵耕贤前后主持了渤海五艘一一“渤海友谊号”、“渤海长青号”、“渤海明珠号”、“渤海世纪”、“海洋石油117”；南海四艘一一“南海奋进”、“海洋石油111”、“海洋石油115”“海洋石油116”的设计。他努力探索，创造性地解决FPSO的关键设计技术:他提出抗扭结构替代舱内加强的创新技术,成功用于首例海上油田不停产下LPG回收工程。他建立预测FPS0波浪弯矩的工程化方法。他率先提出“大型的油气生产模块与船体”连接的“一端固定、一端滑动”支撑的新模式,攻克海洋工程的关键。他解决特种不同的系洎系统载荷的传递技术。他首次解决海上高耸火炬塔架的设计技术,提高塔架本身的疲劳强度。他在国内率先提出耐撞的Y型结构,大大提高船体防撞能力与安全性,该技术2004年获国家实用新型专利。我国抗冰型、抗台风型、浅水超大型的FPS0技术，走在世界的前列,无不都倾注着赵耕贤的睿智。2002年他撰写了国内第1篇《FPS0船型优化》综述性的研究文献；2003年主编了国内第l本《FPSO设计文集》;2008年主编了《‘船舶与海洋工程’船体结构设计文集》,这些是他数十年论文与研究报告的精选。
赵耕贤也是我国最早涉足大型和超大型船舶设计的专家之—∶1990年6月他婉言谢绝了新加坡Conan Wu公司的高薪留用待遇,毅然回国,并立即参加广州海运局14万吨级大型油船的研发、设计。1994年1l月起,主持了15万吨级出口油船《WILOMI YANGZE》号设计。1992年年初,中国船舶工业总公司经贸部决定开发180万桶与200万桶的VLCC超大型油船,他参加了180万桶(相当于28.6万吨载重)VLCC的方案设计。同年年底,中国船舶工业总公司在大连召开了“第一届VLCC研讨会”,由时任七○八所所长孙松鹤带三位代表出席,他是其中之一,七○八所代表展示的船型设计与理念,受到了与会者的广泛好评,业界同仁十分赞赏七○八所在VLCC的研发实力。1998年在中国船舶工业总公司经贸部组织下,他再次参与了30.4万吨VLCC的船型开发与合同设计。
让我们追随赵耕贤的足迹,回忆三则典型的故事。
FPSO技术“零”的突破——“渤海友谊号”FPSO横空出世
1989年5月,我国自行设计、上海沪东造船厂建造的第一艘FPSO“渤海友谊号”正式在渤中28-1 油田投产。她的诞生,不仅仅是实现了我国FPSO技术“零”的突破,而且也是国际上第一艘用于浅水、冰海海域的FPSO。显示了我国海洋工程研制水平上了一个新的台阶。标志着我国海洋石油开发进入全新的时代。
一、竞标。1978年,以邓小平为首的党中央决定打开国门,批准石油部“在指定的海域,购买外国设各,雇佣外国技术人员,用分期付款的方式和所采的石油偿还其投资,来进行我国的海上石油资源的开发”,这一决策,吹响了合作开发海上石油的号角。第一轮进入海上石油合作开发的是法国与日本,日本石油公司一出手就是5亿美元。邓小平同志对外资利用十分关注:有一个立足点要放在充分利用外资上,因为这个机会太难得了,这个条件不利用太可惜了。
二十世纪八十年代初,中国海洋石油总公司(CNOOC)不失时机地与日本合作,在我国渤海湾展开了大规模的海上石油勘探。勘探发现:渤海属于浅海海域,其采油区较多的像打碎的盘子,呈块状的边际油田。随后,渤中28-1 油田呈现在世人面前。
据赵耕贤说:那是1985年9月的一天,他刚刚结束“天燕”号全集装箱船的监造工作回到所里,巧遇日中石油开发株式会社(JCODC)开发渤中28-1油田,将整个油田工程推向国际招标。这也是我国第—次采用全新的浮式生产系统模式开发渤海油田。他被指派出任FPSO副总设计师兼船体主任设计师,参与这浮式生产系统中FPSO项目的投标。从这一刻起,他与FPSO结下了不解之缘。
工程的标书是JODC请英国Bechte1公司完成的,共九大本标书,堆放在地上足足有1米多高。标书推出FPSO是载重量为7.1万吨的方案。
接下来的工作便是准备投标文件,对渤中28-1油田的产能、油品特点和工程效益进行分析。研究中发现标书推出的方案存在着一个严重首纵倾的问题,这将会直接影响到船体安全性,生产流程设施结构需要作适当改造。设计师们经过5个月工作后,推出了性能较优的投标方案。
项目的国际竞标在紧张气氛下展开。另外分别是日本三菱、新日铁、石川岛播磨三大造船集团以及美国CE公司四家国际著名公司。有的是将一艘10万吨级的旧油船进行改装,有的按标书要求提出新设计7.l万载重吨FPSO方案。
正当大家等待竞标结果时,JCODC却意外地宣布停止评标。一时间,工程项目进程石沉大海。
二、中标。经过近5个月的等待,招标有了新的转机。原来,业主在重新评估渤中28-l油田产能,调整开发方案,导致招标工作暂停。
赵耕贤回忆,当时的七○八所尽管在某些海洋工程设计方面有一定基础,虽然设计师们对FPSO的了解甚少,却有一个共同的信念: 要闯。招标工作的停顿,投标事宜的研究,始终没有停止。后获得的信息:就渤中28-1 油田的产能而言,大吨位旧油船改装方案是非常保守的方案,而且运动性能已无法改变,自动化程度发挥受到严重的阻碍。从这方面来说,国内的投标工作也及时调整策略,提交了新设计5.2万载重吨FPSO的投标方案:生活区布置在船首、火炬塔布置在船尾。这与原方案布置正好调了个方向。这不仅满足油田产能的要求, 而且有优异的运动特性,为原油生产提供了可靠保障。同时,还取消了标书里规定的一些过高的设计细节,从而价格比业主所期待的要节省1000万美元。在CNNO总承包商及各分包商的努力下,经过近十个月的时间,完成了整个投标文件。1986年7月,业主经过工程造价、船体运动性能、原油生产流程先进程度等几项主要指标的综合评判后,我国的方案终以价格低、符合业主要求。不负众望,CNOOC 最终赢得了整个油田工程的承包权,七0八所也就获得了FPSO的设计,面对这种新颖的FPSO,既是赶上了机遇,又面临着新的挑战。这成为我国海洋工程史上的一段佳话。
三、攻关。作为海洋石油开发产业链中的关键设施,FPSO属于“高风险、高技术、高投入、高回报、高附加值”的综合性海洋工程。其设计与建造集中反映出一个国家的综合工业水平和技术开发能力。据了解,当时世界上虽然已有FPSO,但都用旧油船改装而成,新设计与建造FPSO世界上也正在翘首以待。“渤海友谊号”FPSO的新建,不仅是我国首例,在世界上也是少有的。也无同类的相关资料可参考,船级社也未出台专门的规范与准则。“渤海谊号”是国际上最早的浅水型、抗冰型的FPSO,它的设计与建造,极具挑战性。以“渤海友谊号”FPSO的船体设计为例,主要攻克三大技术难题。
第一,攻克了冰海海域FPS0的设计技术。我国渤海海域是有严重冰冻,渤海北部的辽东湾每年冰期长达105-120天,面积几百平方米到几平方公里,冰层厚度为10-40厘米。“渤海友谊号”作业海域是渤海中部28-1油田,难免有大量的流冰出现。当时世界上还没有FPSO用于冰区海域的先例。赵耕贤从1969年渤海湾发生严重冰冻事件中,提出“渤海友谊号”一旦在所在的海域使用,将会受到大量浮动流冰的冲击,极其危险,船体应按浮冰级的要求考虑。当即获得业主上海项目经理曾恒一先生的首肯。曾恒一先生也亲自带领项目组人员前往德国,通过水池、冰池大量的模拟试验及计算数据,得到了验证,首次解决了冰海海域中FPSO抗冰问题。就这一项关键技术,比国外相似的设计,提前了许多年
第二,特定海域FPSO的波浪弯矩。赵耕贤主持“渤海友谊号”设计中,使他感受最深的就是如何解决特定海域FPS0船体的总纵强度。“渤海友谊号”要系泊在渤中28-1油田连续作业,长达20-30年之久,必须经受住海上的狂风恶浪的袭击。如何计算波浪弯矩?国际上既没有母型船,也无相关资料,船级社还没有专门的规范,技术上富有挑战性。设计后期根据装载手册进一步核算船体总纵强度时,发现该船波浪弯矩为23× 104吨-米,异常之大,以致于许多配载工况被限制,也就是业内所说的: “船体总纵强度不满足”。消息不胫而走,引起国家石油部高度重视。石油部领导随即带了两人立即飞到上海,听取汇报。该领导说: “国外进口的钢板已经到造船厂。船厂已确定具体的开工日期,国外邀请信都发出去了。”并说: “问题不解决, 我就不离开八所。”
赵耕贤认为如采用常规方法计算的波浪弯矩值是不合理的.多耗钢材,浪费大量外汇。于是他与交通大学王兴飞老师前往渤海28-1项目组、天津大学，期望获得渤中28-1海区实际海况资料，特别是海域波浪散布图,结果空手而返。后在时任所长练淦的提醒下，他改变常规方法,以极端海况数据向两端拓展。遂与中国船舶工业的总公司软件中心紧密合作,经过一系列的研究,用统计分析法,根据海况 ,通过FPSO全生命周期数十种配载计算,得到渤海海域波浪弯矩的设计参数,比常规值降低44% ,进而船体校核总强度,使船体结构设计更先进、更合理。如此,仅钢材一项在当时就为国家节省了上千万美元的外汇。国内首先将谱分析技术在实际工程运用,在当时是令人夷所思的事。
与此同时,在没有专用规范可循情况下,他在国内第一次完成软钢臂式单点系泊支架的加固,以及50米高的火炬塔结构的设计。实现了我国FPSO研制“零”的突破。
第三,FPSO危险区的划分。二十世纪八十年代,国内造船界中尚未开展过船舶危险区划分的研究,FPSO设计也无资料可循。1987年4月,赵耕贤去摩纳哥SBM单点公司进行单点系泊系统的技术协调途中,先前往西非尼日利亚Ashlalld Oi1 C0,在Akam和Adanga海上油田考察期间,发现了一张完全是按美国石油工业协会(API)指导文件绘制的FPSO的“危险区划分图”,如获至宝。他几经周折与努力后,遂将复印件带回国内,与设计师们共同进行了深入的研究,开创性地绘就了中国造船业内第一张“危险区划分图”,并获得了美国船级社批准。嗣后,它就成为业界其他船舶与海洋工程设计的重要参考版本。
四、收获。1989年5月25日,由七0八所设计、上海沪东造船厂建造,JCODC用于渤中28-1 油田的我国第一艘5.2万吨软钢臂式FPS0“渤海友谊号”正式投产,实现了我国FPS0“零”的突破。随后,第二艘姐妹船“渤海长青号”也相继投产,用于渤中34-1油田。
据业主反映:“渤海友谊号”投产以来,其主要性能、系统以及原油加工生产等方面均满足设计要求,各部位运行一切正常。“渤海友谊号”在一次经历持续长达20小时12级大风浪后,不仅船体的稳性和强度经受住了考验,原油加工系统也保持运行正常。充分证明了该船总体的综合技术指标均达到了世界先进水平。“渤海友谊号”FPSO项目曾先后荣获上海科学院、中国船舶工业总公司第七研究院、中国船舶工业总公司(省/部级)科技进步一等奖、国家科技进步一等奖,2005年被评为中国十大名船之一。
五、效益。“渤海友谊号”FPs0研制成功,填补了我国海洋工程领域的空白,开创了我国造船界与石油界技术合作的先例,彻底打开了我国海上油田开发采用浮式生产系统的新局面,为我国造船工业承包大型海洋工程项目赢得了声誉,也为继续拓展海洋工程装备打了良好的通道。
今天,我国FPSO技术已走过了由国外的概念设计到完全由国内自主设计与建造的过程,打造了中国造船业品牌。我国研制的抗冰型、浅水型和抗台风型FPS0的整体水平为世人所瞩目。目前,我国已是拥有新设计与建造FPS0数量最多的国家,主要分布在南海和渤海。作业海域的水深从10米到300米,吨位从5万吨级至30万吨级。随着海洋石油的开发从近海走向深海,我国已经完全具备研制不同油田、不同海域,不同FPSO的能力。
海洋工程技术的新跨越一一海上直接回收LPG。
2006年11月9日中央电视台《新闻报道》说:我国海洋石油工业传来喜讯,“南海奋进”FPSO 回收液化石油气(LPG)取得成功,为国家能源建设作出了新贡献。《中国能源网》报道说:在FPSO上进行新增LPG装置改造,无异于把一座LPG处理厂搬到了FPS0上。在大量危险油气积聚的环境中,在原油生产活动不中断的前提下,在甲板面进行动火改造,这在国内属先例,在世界工程史上也是罕见的。当赵耕贤听到这一消息时,由衷地感到兴奋。自⒛03年到2006年,为了这一工程的实施,他与中国海洋石油总公司湛江分公司、中海石油(中国)有限公司文昌13-1/2油田作业公司人员曾有过一段难以忘却的历程。
—、新理念。油田开采过程中,油层间夹杂的“气体”会伴随石油液体释放出来。FPSO对产出原油直接在海上处理时,生产流程系统中也会泄漏出“油气”,以及货油舱透气管释放出“油气”,这就是人们常说的“伴生气”。经化验分析,甲烷类的挥发性化合物(简称NMVOC)中富含轻烃,轻烃中又能提取LPG,是国家的又一重要能源:其主要成分是甲烷,还含有大量的乙烷和碳氢重组分,而LPG回收处理就是指将乙烷和重组分从气体中分离出来,它们可以被进一步加工,作为纯组分或天然气混合液(NGL)或LPG,是可利用能源。这些“伴生气”不作回收的话,一般直接被送往高耸的火炬塔顶处燃烧掉。
“南海奋进”FPSO于2002年7月在南海文昌13-1 /2油田投产。有人曾经做过这样的计算,这支熊熊燃烧的“火炬”每天烧掉的“伴生气”和凝析油,折合油价相当于一辆“法拉利”豪华小轿车的价格。而燃烧的滚滚浓烟,又产生出大量的温室气体,特别是二氧化碳。
2003年11月,CNOOC湛江分公司生产部俞进经理提出:直接从“南海奋进”FPs0的“伴生气”及泄漏/释放的“油气”中,回收LPG产品。即采集这些“气”,经过一系列处理,生成LPG产品,并加以外输的过程——LPG回收技术。这是能源利用、保护环境的新理念。
FPS0上直接回收LPG技术本身在国内是第一次,而且要在文昌油田不停产、就地改造,在国外也是没有过的事。2003年11月底,俞进经理首先将赵耕贤约请到湛江。该项目能否立项,关键是要回答:数千吨重回收装置下的船体内部,不能作任何加强;在海上“动”的状态下,必须安全、稳妥地安装这一套回收装置。赵耕贤当即表示:船体内部可以不作任何加强,这坚定了俞经理的信心,并决定请赵耕贤一起参与文昌作业公司的立项申报工作。2004年到2006年期间,在“海上浮式LPG回收”改造项目中,赵耕贤出任总设计师。
二、新挑战。如果说“南海奋进”FPS0能在恶劣海况下投产使用,是我国FPS0技术的一次新尝试、新验证、新成就的话,那么“不停产、就地实现LPG回收工程的改造”则是对人们的新考验、新挑战,又是海洋工程技术的一次新跨越。
FPSO是高危险的海上结构物,被称为“一枚定时炸弹”。南海的海面更具有突发性。赵耕贤参加了“海上吊装分析风险评估会”,会上谈到:这个LPG回收改造工程,需要将总湿重为3800吨的装置(干重2400吨)安装到船上。加装钢结构的撬块平台共有9个,其中整套LPG处理系统的撬块重量达七百余吨,外形尺寸为23.6米×18米×30米,是最大的一个平台。还有4只总容量为3000米3，总湿重达2600余吨的LPG大储罐(每只直径达6.5米、长为24米)。这些设施不仅尺寸大、重量重,而且都是安装在主甲板4米以上的模块平台上,安装位置高,如处理撬的脱丁烷塔还要高达30米。另外还有数百吨重的钢结构支墩,需要直接在现场烧焊等等。这一些原本在陆上很容易做的事，诸如大尺寸钢结构的制作与烧焊、高耸塔架的吊装,在‘三船捆绑’的动态下、又有大量危险油气积聚的环境实施,实在有点不可思议,风险也随之增加、难度极大。若设计技术、组织指挥、措施保证等稍有不周,后果将不堪设想。
面对主甲板上错综复杂的管/线及步桥等,尺寸如此之大的几个储罐究竟放哪里?而尺寸特别大的处理系统的平台又能安置在哪里?改造后的船体重量与受风面积将明显增加,究竟会给整个船体带来什么样的影响?特别是船体稳性(包括破舱稳性)与总纵强度还能否满足?如果不满足,又能采取何种措施?数十个钢结构支墩的烧焊、管/线就地改装,能否在不停产下安全进行?等等一连串棘手的问题摆在面前,是项目能否成立的关键所在，遂成为人们关注的焦点。文昌作业公司需要赵耕贤对这些问题有个明确的回应。
针对这一系列的问题,赵耕贤不顾危险,带了陈后宝、林晔两位年轻人,于2004年7月、2004年11月先后二次到海上进行实地考察与勘验。与业主项目组俞进经理、陆刚等一起对整个布置、步桥、仪表管、油舱集气管排放等改造,进行探讨,提出了单储罐、二储罐、四储罐3种方案的设想。在作了进一步比较后,舍弃了左右舷各安装一个1500米3的二储罐方案,而采用4只750米3储罐的四储罐方案。通过国际招标,选择了加拿大PROPAK公司的LPG处理流程与设各系统撬。在收到该公司提供的LPG处理撬以后,2005年5月他与林晔、程维杰3人再次上船考察,进一步勘定模块支墩的位置。他带领设计师逐一稳妥布置52个模块支墩及四个24米长的独立储罐,并完成整个改造设计与《改造后船体的稳性(包括破舱稳性)与总纵强度评估报告》。
三、新突破。“不停产,就地改造”难点之一是撬块平台与主甲板特殊的连接结构(支墩)的设计。对应支墩结构位置的主甲板下一般都有加强结构,以传递载荷。如果支墩下不考虑有任何形式的加强,这又是人们工作常理中很难接受的事实。面对这一新的挑战,赵耕贤从‘支墩结构’本身设计上动脑筋,运用作用与反作用的基本原理,创造性地提出抗扭结构替代舱内加强技术,将原本在船体内部加强的结构移到甲板上面,并与支墩结构组合成一体的敞开型结构,解决了因船体不规则运动所引起的加强结构的扭转问题。这为整个项目的立项,奠定了坚实基础。事实证明:理念是正确的,设计是成功的,施工是有效的。
值得一提的是, “南海奋进”FPS0模块处的运动参数,原先由国外单点公司提供。当然，加装的储罐、LPG处理流程和设各撬等处的运动参数是缺失的,而这些数据是各分包商设计中必要的参数。赵耕贤结合外国公司提供加装前的预报报告,凭借经验,从中选定了数据,通过业主转给加拿大PROPAK公司、兰州石油机械研究所、上海交通大学等分包商。
四、新效益。这个项目是极其复杂的,从立项论证、设计建造、驳运吊装、组装调试,直到投产验收的每一过程,各分包商始终在业主项目组的直接组织下加以实施。
“南海奋进”FPSO的PLG回收改造项目总投资1.85亿人民币,生产期四年,年均创收达到8600万元人币。该技术的成功,不仅仅在于为国家的能源建设与经济发展作出新的贡献,而且也是开创海上回收LPG技术的先河。既有理念的创新,又有海上作业技术的重大突破,实为世界海洋工程发展史所罕见,令世人所瞩目,再次展示了中国科学人勇攀高峰的胆识与睿智,大大强了我国从事高难度、高技术、高风险的大型海上作业的国际竟争能力。
赵耕贤对这个工程项目的贡献,正如他所说过的一句话: “勇于挑战,就是要用新的理念、新的技术去适应,成功就在前面。”斯言诚哉。今天,一代又一代设计师,秉承这种不畏艰难、敢于进取的创新精神,锲而不舍地遨游在我国海洋工程领域,谱写了一页又一页的辉煌篇章。
中国船舶工业的新里程碑一一大型油船《WILOMl YANGZE》的设计。
一、设计前奏。赵耕贤是我国最早参与大型/超大型船舶设计的专家之一。1990年6月他从加坡回国后,立即投入了广州海运局14万吨级大型油船的研发、设计。这在当时是七0八所建所以来开发的最大吨位油船,也是国内开发的最大船舶。并且,又是二十世纪九十年代初满足国际防污染最新要求的新型双壳体油船,只有为数极少造船国家开始设计与建造。对首次涉足大型油船的设计师们,无疑都是一次全新的挑战。世上最讲“认真”二字,他就是这样成了图书馆的常客,把握国际最新动态,追踪技术前沿;认真阅读并潜心研究国际海上石油合作论坛(OCIMF)的调查报告,从而积累了翔实的设计资料的。
二、解决关键技术。1994年i1月挪威安德尔斯·威廉姆森航运公司向大连造船新厂订购三艘15万吨级苏伊士最大型原油船。同年11月下旬,大连造船新厂当即请挪威DNV船级社高级验船师Mr.Lesburggen和七0八所赵耕贤,火速前往大连,与船厂技术人员共同商讨该船的设方案。当时情景令他记忆犹新:接到船厂通知已经是25日,而船厂要求他务必于27日赶在挪威DNV船级社高级验船师Mr.Lesburggen之前到达。时值飞机票非常紧张,单位安排他从上海取道厦门飞往大连,于27日晚上准时赶到,大连造船新厂的领导对七0八所的诚意十分感动。Lesburggen是11月28日到的。11月29日在大连造船新厂沈闻孙总工程师的组织下,他与大连造船新厂设计人员孙波、刘文民、胡日强、吕林、史宪波、李丛波等持续10天进行研究,确定新设计船的主要尺度、船舱划分及典型结构。他清楚地记得设计船中横剖面结构是用DNV的PILOT计算软件,由Mr.Lesburggenn直接在操作。Mr.Lesburggen想用挪威船级社规范所建议的公式来设定该船的静水中垂弯矩,赵耕贤一看就知道这个值太小,立即提出了不同数值,当场得到了Mr.Lesburggen的采纳。事后,正如大连造船新厂领导所说: “经过一年多时间设计与挪威船级社正式审查结果,说明用赵工提出的值控制船体强度是恰当的,解决了该船结构设计中最关键的技术问题。”诚然,Mr.Lesb吖ggen对PILOT计算软件运用的熟练程度,给赵耕贤留下非常深刻的印象,其中设计初期如何简化船体结构模型,应用计算软考虑横向强度,使他受益匪浅。Mr.Lesburggen的计算草稿,他一直视为宝贵的技术资料,他的办公地点虽然经历了五次调整,至今还珍藏着。
该船型的主要论证工作一结束,赵耕贤回所,立即投入具体设计工作。静心研究并应用规范,不分昼夜和节假日,编制出长达251页的《15万载重量大型油船的船体构件计算书》。1995年, Mr.Lesburggen拜访七0八所时,看到中国在尚没有引进挪威船级社计算软件的情况下,赵耕贤居然能第一个掌握并熟悉挪威船级社规范,完全用手工清晰画制了一张张构件载荷与尺寸的计算图表,为之惊讶,赞他为“亚洲第二”,仅次于韩国的康先生。在设计中赵耕贤更是精心考虑,特别是首次解决了大型船舶设计中船底抨击和首部船侧的波浪冲击,还创新地提出“蜂窝状”结构,解决了大型船舶尾部螺旋桨激振的技术;吸取国外大型油船和VLCC结构损坏事例的教训,设计优良的结构,提高船体的疲劳寿命.其成功的经验对其他大型船舶设计起到了重要的指导作用。
1996年4月3日七0八所正式组建驻大连造船新厂工作组,由赵耕贤出任组长。由于工作组的出色工作,被评为1997年度七0八所优秀集体。其厂所合作的经验,在其他产品的工作中得到了广泛的推广。
三、丰硕成果。1996年开始赵耕贤,又与大连造船新厂合作进行“九五”国家重点科技项目(攻关)计划“十五万吨级原油船设计与建造技术”的课题研究,主持了“十五万吨级原油船船体结构设计研究”项目,取得了一系列的研究成果:.
一一提出了结构优化与专家经验相结合的分级优化技术;
一一在国内首次进行大型船舶的全船振动的详细预报,在提高甲板室的整体刚度方面采取了一系列有效措施,积累了实用的经验;
一一在国内首次对同一艘船,采用多个软件系统(如SESAM、WLPP等),进行波浪载荷短期与长期的响应预报;
一一采用国际先进的船体结构分析软件对该船进行立体舱段及细化模型的有限元分析,在国内首次获得大型油船船体结构的高应力集中区域。
研究成果在2000年同时获得中国船舶工业集团公司、中国船舶重工集团公司第七研究院科技进步二等奖。并参与《新型大型油船设汁文集》的编写。
1996年11月,首制船《WIL0MI YANGZE》试航获得一次成功,载重量、航速、强度都达到了规定的指标,而且船体振动良好,深受大连造船新厂及挪威船东的赞赏。该船被DNV船级社中港台地区经理誉为“为中国船舶工业树立了另一座里程碑”,是中国人的骄傲。首制船获1998年中国船舶工业总公司科技进步一等奖、1999年国家科技进步二等奖。该船成功的意义在于:实现了我国大型油船研制“零”的突破,向国际航运界显示了我国造船工业的实力,标志着我国参与国际大型船舶市场的竞争能力上了新的台阶。它的建成,为今后自行研制超大型油船(VLCC)与其他大型船舶奠定了坚实的基础。
今天,每当人们看到国内建造VLCC的报道,难以忘怀七0八所设计师们当年设计的印迹,以及赵耕贤为之所付出的心血及取得的成果。55周年七0八所庆时,赵耕贤撰写一篇回忆录——《我国的大型油船在我们脚下起步》,并欣然作诗:
喜闻五十五春秋,
光辉业绩世人知;
今忆船型心潮湃,
展望未来志更坚。
事业有成有贤内助
如今,赵耕贤每当回忆自己科技成长之路时,总是满怀深情地说: “如果没有我国船舶及海洋事业发展的机遇,没有前辈的栽培、同事的协作,也就没有我的今天。”他在倾注了大量汗水所浇灌出的骄人业绩和许多的荣誉证书、聘书面前,只是淡淡一笑地说: “这是船东、船厂、本单位许多人共同努力的结果,是大家的功劳,我只是个代表;当然与家人的理解和支持也是分不开的。
赵耕贤结婚较迟。在很长一段时间夫妻两地分居,他全身心地投入事业,根本无暇照顾家庭,都是他夫人独自一人带年幼的女儿并照顾他年迈的父亲。二十世纪八十年代,他到外地参加船舶监造期间,他的夫人患了严重的疾病,还坚持上班。直到入院后需动手术要家属签字,才告诉他。待他知晓赶回上海,手术已结束。医生责备他:只知道工作,不关心你夫人的病。如果早点来医治,也就不必动手术。
1987年赵耕贤出任“渤海友谊”号FPSO驻厂工作组组长,配合上海沪东造船厂建造过程中,他的夫人发生一次工伤事故,右手手指被轧断。被送往上海市区第六人民医院抢救,执意不告诉他,说: “他工作要紧,知道了要受影响。”赵耕贤直到他夫人几个手指接上才得到通知,等赶到医院才得知他夫人右手的手指因轧断时间过长,无法再伸直。在几个不同医院康复治疗期间,夫人还执意让他少来医院,不要影响工作。1988年, “渤海友谊号”FPSO项目由四家单位联合申报国家科技进步一等奖时,夫人支持他淡泊名利。
造船业,在常人看来仍然只是个传统的制造行业,但赵耕贤始终坚信这是有所作为的行业，是极具潜力的行业。
“剑锋出自磨砺,梅香来自苦寒”是对赵耕贤人生的高度概括。他的理念是: “一个人要被人认识,首先要自爱、要发奋努力、要有奉献精神。”从他身上我们看到了一代知识分子“事业高于一切”的献身精神。他勤于思索、善于总结、勇于创新、追求真谛,悉心培育后人,付出了超出常人更多的艰辛,为我国造船事业发展作出了突出贡献。”
——文章摘自张毅主编《海上中国梦舰船设计师的风采》
注：赵耕贤，1964届船工系校友
