封面新闻记者 边雪
深海，蕴藏着无数的资源和地球的奥秘。
为探向海底更深处，发展蓝色生产力，一艘承载着梦想的大国重器，正向大洋深处进军。11月17日，由中国船舶集团自主设计建造的我国首艘大洋钻探船“梦想”号在广州南沙正式建成入列，使我国成为全球第三个设计建造大洋钻探船的国家。
作为国家“十四五”重大科技创新工程，“梦想”号最大钻深11000米，是全球钻探能力最强、科学实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的钻探船，可执行大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等国家战略任务，有望率先实现人类“打穿地壳、进入上地幔”和“开发地球深部资源”的梦想。
“梦想”号不仅承载着科学家们的梦想，也承载着“船舶人”为国担当、建造“重器”的梦想。十年磨一剑，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号如何建成？全程参与了“梦想”号系统总成攻关的钻井系统副总建造师李云军告诉封面新闻记者，建造“梦想”号是党和国家的使命重托，“大家伙都是抱着‘使命光荣、使命必达’的决心投入工作，玩的就是高精尖，干的就是未知数，拼的就是坚韧不拔，没有一个人临阵退缩。”
“梦想”号如何实现多项首创？
“梦想”号大洋钻探船总吨33000，长度179.8米、型宽32.8米，续航15000海里，可以连续不断地在海上工作120天。
在无参考经验的状况下，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。
我国首艘大洋钻探船“梦想”号。（图源：受访者）
“梦想”号设计建造团队成员张海彬表示，“梦想号”建造过程中最大的难题，就是如何确保在大洋钻探、油气勘探、科研实验等各项功能集于一身的情况下，在面对恶劣海况仍能够安全平稳运行的前提下，让“梦想”号具备优越的航行通过性和运营成本控制方面的国际竞争力。
“我们在整个研发过程中，应用了模块化的设计理念，采取了钻机主体固定、钻材堆场切换、营运设施共享的原则。这个船的吃水是9.2米，吃水的量级可以满足全球大部分航道航行、码头停泊。船的总高81.2米，比日本的“地球”号降低了将近40%，即使在8米的轻载吃水下，也完全可以满足深中通道大桥的安全通行要求。”张海彬说。
值得注意的是，“梦想”号的深海钻探能力也是全球领先，船体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。这也是国际首次实现“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，大幅提升了硬岩高效持续钻进能力，钻探效率提升40%。
“梦想号”船载实验室。（图源：受访者）
封面新闻记者注意到，作为全球最先进的大洋钻探船，“梦想”号不仅钻探能力强，还实现了我国多功能船载实验室自主设计的突破——建有全球面积最大、功能最全的船载实验室，总面积超3000平方米，涵盖海洋科学、微生物、古地磁等九大实验室，采用数字孪生等信息化技术，可实现钻采作业全过程监测、科学实验智能协同。
如何打造最强船舶心脏？
“梦想”号强大的钻井系统，由50多个复杂的子系统组成，综合集成关键设备就有500多台套。在螺蛳壳中做道场，如何成功将“梦想”号打造成为“小吨位、多功能、高水平”的世界顶尖海洋工程装备？
其中，国际首创的连体双月池设计是其中一环。“因船上钻井区域空间有限，无法容纳不同作业模式所需的所有设备。为此我们创新采用了连体双月池的设计，并对四种模式下的所有设备，管系和电缆进行建模。”“梦想”号钻井系统技术经理谢勰告诉封面新闻记者，采用单元模块化的方式，实现不同作业模式下，设备的快速切换，不仅满足了钻采多模式作业的需求，也大大提高了深海钻探取芯的效能。
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柴油发电机组、1100kWh三元锂电池组和电池管理系统组成。这套系统不仅能为海上作业提供了强有力的保障，而且能使全船综合能耗降低15%，提升全船运行的经济性、安全性。
我国首艘大洋钻探船“梦想”号。（图源：受访者）
黄埔文冲副总工程师王永珊告诉封面新闻记者，“梦想”号采用了闭环电网和电池蓄能技术，简单来说，是为了有效减少在网发电机数量、降低油耗、减少排放，提高系统运行的经济性、可靠性。
按照 DNV和CCS船级社要求，在设计过程中需要完成实船短路测试，用以验证系统保护设计方案的可靠性、安全性。“为此，我们事先充分进行了实船短路试验方案和试验工装的准备，并在试航中一次性成功验证，保证了‘梦想’号今后的供电安全。”王永珊解释道。
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。在狭小的空间内，主干电缆从艉部沿上甲板左、右舷通道和管弄往艏部和上建布置，施工难度极高。
“梦想”号是全球技术最先进，也是建造施工最复杂的船舶之一。全船2330台套设备、48696根管系、1200公里电缆组成巨系统，施工技术和精度要求高，工程量是同尺度船舶的数十倍。
“从电缆施工的物量和施工难度来说，‘梦想’号可以说是全国第一。”“梦想”号电缆施工负责人智增辉告诉封面新闻记者，这条船的电缆长度是相同尺度集装箱/散货船的十多倍，加上主船体被分为3个巨型总段，所以施工难度是几何倍数的增长。
“其中，艏部又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，造成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。”智增辉说。
7台推进器成就“定海神针”
普通船舶在海上，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？
答案就在“梦想”号的强大动力系统中。“梦想”号副总建造师伍常斌告诉封面新闻记者，在海上，“梦想”号可以利用船上的7台推进器，使船身能在浪涌中保持船舶艏向和位置不发生变化。“这样船上的钻杆就能像定海神针一样稳稳地插在海中，从而保证钻探的顺利。”
“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DP-3级。在浪奔浪涌中，“梦想”号可以通过卫星定位、声呐定位、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。
“梦想”号入列后，将由广州海洋地质调查局运营使用，承担国家重大科技项目和国际大科学计划中的大洋科考钻探任务，作为我国今后超深水钻探和水合物试采的核心装备，“梦想”号也将揭开我国海洋科技发展的新篇章。
