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转载:中国起重船需升级

15-06-07 10:30 3663次浏览
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回顾东方之星救援 中国起重船需升级

转载自凤凰网



图为在起重船牵引下已被扶正但并未出水的“东方之星”号客轮,中国起重船在此次救援行动中表现出色,展现了中国起重船优异可靠的技术性能,但从中国日后更广的使用范围来看,中国无疑还需要更先进更高端的起重船装备。(资料图)

凤凰军事 谈兵论战 6月5日

在近期救援“东方之星”号客轮的行动中,中国的起重船不仅亮相最多,也是日后打捞扶正“东方之星”号客轮的核心装备。不仅如此,在2014年的“岁月”号事件中,韩国的起重船也频频亮相。事实上,不仅是对民用船舶,即使是在对军用船舶甚至是潜艇的救援行动中,起重船也是至关重要的装备,其中最具代表性的就是2000年打捞“库尔斯克”号核潜艇的挪威深海打捞母船“雷加利亚”号。对于此次“东方之星”号的救援而言,中国起重船的表现已经足够优秀,而着眼于未来对各类军民船舶的救援与海洋建设开发而言,中国还需要更高端的装备。

起重船绝不是海上吊车那么简单

起重船,又名浮吊船,用于水上起重、吊装作业、分非自航、自航两类。起重船上装有吊机。作业频繁的起重船通常为自航式,其起重机可旋转,当吊重特大件时,可用两个起重船合并作业。起重船一般分成两大类,一类是起重臂能够360度回转的,另一类是吊臂固定在船上的一个方向,整个船靠拖轮拖带转向,或是靠船向各个方向抛锚,通过牵拉不同方向的锚链,而实施重物回转的。前者的结构和机械构造非常复杂,而且起重能力也比较小。此次参与打捞扶正“东方之星”号客轮以及2014年救援“岁月”号客轮的起重船都属于后者。

大型起重船作为海洋工程的辅助船舶,不仅在海洋油气田的开发过程中发挥着重要的作用,还是海上工程吊装、海洋打捞作业中不可或缺的装备。该种类型的船舶近年来得到了大力的发展。大型起重船的出现,使海上工程周期大为缩短且造价降低,同时又提高了安全性。目前,世界上拥有起重船较多的国家有日本、韩国、中国、挪威等,这些起重船从技术形态上大致可分为三大类:

第一类是用大型油轮改装而成。最具代表性的是挪威的“梭尔”号和“沃登”号,它们在油船的前半部分上改装而来,船长分别为166米和179.4米,并分别将两船用浮箱加宽至40米和42.7米。它们的造型相仿,艏部为上层建筑,顶上设有直升飞机平台,艉部设置一台全回转起重机,起重量分别为2000吨和3000吨。目前由中国振华重工 自主研发的世界最大的12000吨起重船就属于这类起重船,全长达288米,型宽58米,吃水8米,主勾旋转时最大吊重为7000吨,固定时最大吊重为12000吨。
第二类是自航起重敷管船。最具代表性的是法国“E•T•P•M”1601和1602号,除具海洋全回转起重船的良好特性外,同时还设置有敷管装备,可以承担海底油、气管线的敷设作业。第三类是半潜式起重船。这种船型在国外杂志上被称为第三代全回转起重船。这种起重船分为三个部分,即浮体、上层甲板、起重机。20世纪70年代出现了这种船型。半潜船型由于其耐波性好,能很好适应于较恶劣的海况,特别适合在水深较深的海域作业,但由于其造价昂贵,因此世界上只有少数几家公司拥有该类型船。
[不支持站外图片]

图为正在进行扶正的“东方之星”号客轮,从图中可见,整个扶正过程主要由2艘500吨级起重船和多艘其他船只共通完成,另外还有其他船只在一旁待命,在整个行动中,起重船的性能起到了至关重要的作用,而不同船只间的有效协同也相当重要。(资料图)
起重船决定“东方之星”号救援行动成败
截至目前,“东方之星”号救援行动已进入了第三阶段。此前在完成了潜水员搜救以及船壳开孔救援后,在基本确定船体内部已无幸存者的情况下,为了进一步查明事故原因并打捞船内遇难者遗体,进行船只扶正与打捞就成了现阶段救援行动的主要内容。值得注意的是,尽管前两阶段的救援行动并不需要起重船的参与,但2艘500吨级起重船却很早就来到现场,另外3艘同吨位起重船也在加紧赶来,由此可见,尽管类似“东方之星”号这样惨烈的沉船事故并不常见,但中国相关部门从一开始就备足力量做好的扶正打捞准备,这一点还是值得肯定的。
当“东方之星”号的获救人数达到14人后开始停滞不前时,不少人认为救援行动似乎已经结束了。但实际上从整体情况看,真正查明造成沉船的自然、人为因素与救援人员同样重要。在救援的前两阶段,人们的注意力大多被潜水员营救落难者的英勇所吸引,但实际上潜水员每次入水还担当着另一类重要使命:了解船体的水下状态与相关结构,为随后安装牵引杆、开孔加挂牵引索踩点;了解水下地质水文状态预判船只在扶正过程中可能出现的意外情况等,而所有这些无疑都是为日后起重船的扶正奠定条件。
从截至6月5日早晨的扶正进度来看,“东方之星”号的一侧船体已经出水,随后可能会将船体车体翻转至航行状态但不会出水,方便潜水员更好的进入船只搜寻遇难者,在这一方案中,起重船都是决定救援成败的关键。着眼于船只打捞总重为2000吨,而单艘起重船的起重能力只有500吨,那么整个打捞过程无疑需要至少4艘起重船进行配合,这在水文环境复杂,环境能见度较差的救援现场是有很大难度的。此时,起重船自身机械性性能的可靠性、操纵人员的驾驶技术、多船之间的协同甚至是在可能的恶劣环境中的精确操作都显得相重要。
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图为在中国起重船发展史上起到划时代作用的“蓝鲸”号起重船,这款起重船属于在油轮基础上改装的全回转型起重船,最大起重能力达7500吨,与参与“东方之星”号客轮打捞的固定吊臂起重船相比,其技术水准更高,应用范围更广。(资料图)
中国起重船的过去现在与将来
早期的起重船一般采用扒杆式驳船,吨位较小,起重能力较差,主要用于内河、码头、港口等浅水区域,功能主要为货物的过驳、结构件的安装等,中国在20世纪50年代开始建造的此类型船舶,在基础建设、港口建设、水下清障打捞等工程中发挥着重要作用。20世纪末期,为适应跨海大桥的建设,建成了一批特殊用途的固定扒杆起重船,具有代表性的是“小天鹅”号起重船。而在起重船领域内为中国扬名并打破国际技术封锁的无疑是2008年建成交船的“蓝鲸”号,该船全长241米,宽50米,型深20.4米,总吨64110吨,起重吊梁高98.1米,最大起重能力7500吨。该船的起重机是目前世界上起重能力最大的全回转起重机,堪称该种类起重船中的巨无霸。
尽管无论是“蓝鲸”号还是前文提到的12000吨起重船,他们的性能都很先进,但中国起重船整体的发展理念与技术水平相比美欧国家还有一定差距。例如美国Versatruss公司研发的海上起重系统起吊能力高达20000吨。起重系统包括同步绞盘、普通的驳船、起重臂(绕着固定点旋转,从而增大夹角达到提升/起重的目的)、海洋平台的上层建筑。其工作原理是:起重时,两艘驳船从海洋平台或结构的两侧靠近结构物,用绞索系住结构物的下端,起重臂撑住上端,两艘驳船分别往中间推进,造成起重臂往上旋转,达到起重的目的。
相比美国,挪威的Master Marine AS公司开发的两款海上起重系统的实力同样强劲,其中一种是由一艘船和导管托架组成,施工时放下托架,把船支起脱离水面。这样的起重系统最大起重能力可达到18000吨;另外一种新型的起重系统则类似于半潜式起重船,所不同的是,在作业时,该系统需要先通过吸力锚在海面上进行固定。它的最大起重能力可以达到16000吨。
据目前来看,中国的超大型海上起重平台还处于起步阶段,目前建的较多的在2000吨至3000吨起重能力范围内的浮式起重机,且多用于架设跨海大桥,而像应用范围更广和技术含量更大的single-lift起重系统国内则还没有尝试。随着我国对海洋开发的发展,以及一部分早先建造的海洋平台的超龄、老化,对超大型海洋工程起重系统的需求也会越来越大。(凤凰军事 谈兵论战 刘畅)
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东城暗夜

15-06-08 21:48

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就是此股的庄太磨叽
山贼山贼

15-06-08 16:17

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必须的。本次事故曝露这么多问题,而且上头还想在南海玩玩。大中型海工设备人员都必须大量投入。@南怀秋88
南怀秋88

15-06-08 15:57

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楼主,高人,今天早盘11元冲入,以为尾盘会守在11.4到11.50之间,没想到来了个冲高回落,不过已经突破平台,且全天的成交情况来看是早盘放量大涨,后面都是缩量调整,后市看涨,大涨啊
山贼山贼

15-06-08 15:07

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冲高回落。
山贼山贼

15-06-08 09:46

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涨势如虹
山贼山贼

15-06-08 07:39

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长江航道发展规划
  根据“十一五”规划,长江航道局将按照“深下游、畅中游、延上游”的发展思路,确保到2010年,南京以下实现105米水深航道畅通,常年可通航25万吨级海轮和由20005000吨级驳船组成的24万吨级船队;125米深水航道延伸至太仓港,可通航5万吨级海轮;南京至安庆水深达到6米(数据有误?),可通航500010000吨级海轮或由2000吨级驳船组成的2万4万吨级船队;安庆至武汉水深达到45米,可较大幅度地延长5000吨级海船的通航期;武汉至城陵矶水深达到37米,可通航由3500吨级油驳组成的万吨级油运船队,利用自然水深可通航3000吨级海轮;重庆至宜宾水深达到27米,可通航千吨级船舶。
山贼山贼

15-06-08 07:24

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现阶段在内河中使用的最大吨位起重船是500吨级的“龙海”号

本次打捞使用的正是多台500吨级别的起重船。
山贼山贼

15-06-08 07:15

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我国内河船用起重机的现状及发展趋势
来源:《科技与企业》2014年15期 作者:吴晓东

  ·摘要·本文根据我国现阶段内河水运需求,提出浮吊在未来内河水运中将起到巨大的作用,并对我国现阶段浮吊设备的技术水平和应用情况进行分析,针对我国内河浮吊设计和应用中存在的问题进行分析,并提出我国内河浮吊未来的发展方向。
  ·关键词·内河;浮吊;发展
  1、起重船概述
  起重船(以下简称浮吊)广泛应用于外海(7500吨级的“蓝鲸”号),在内河(500吨级的“龙海”号)也有应用,既可以在岸边配合港口船舶进行起吊作业,进行各种港口的建设和配套的水上作业,也可以用于外海和内河的水库、水坝、公路、桥梁的建设等。随着生产需要和设计技术的发展,对起重船的需求和设计有了新的变化。
  2、内河起重船应用现状
  起重船是水上工程建设必不可少的工程船舶,国外从二十世纪四十年代开始研究改造起重船[1]。
  在这之后的几十年里,随着海上资源的开发和海上工业的发展,如海上钻井平台、跨海大桥等,这些项目的施工都需要水上大吨位起重机配合,即大吨位起重机(也称浮吊)。大吨位的起重船不仅可以配合海上作业,也可以对海上的突发事件进行救助和打捞,因此,海上起重船得到了快速发展。世界各主要临海工业国家在起重船的设计和制造技术上都是领先的,拥有数艘千吨级的大型起重船[2],世界上最大的起重船是荷兰Heerma公司的Thialf和意大利Saipem公司Saipem生产的7000吨起重船。
  我国上世纪在这方面的研究稍显落后,现在已经逐渐跟上这些工业发达国家的脚步。目前,在北海有12000吨和14000吨起重量的起重船。上海救捞局拥有亚洲最大起重船“大力”号和国内最大起重船“勇士”号,可进行协同作业,起吊重量可达4000吨。2007年,为架设杭州湾大桥建造的“天一号”起重船起重量也达到3000吨。2008年5月7号,我国自主研制的7500吨海上全回转自航起重船“蓝鲸号”在上海建成起吊,创下单吊起重世界之最。这些大吨位的起重船为海上的工业发展和海上救助提供了必须的保障,促进了海上各种作业的快速发展[3]。
  内河航道在近几十年的发展中不断改善起重船,可通行的船舶吨位有所提高,但同时带来了沉船打捞上的问题。目前,国内处理航道清障通常采用原始的双驳抬架法实施清障作业,每次清障任务要使用600吨-1000吨级驳船1-2艘、推拖轮1-2艘、锚艇1艘和相应的器材,每次清障参与人员不少于50人。2010年10月,浙江内河“力气最大”的起重船(浮式起重机),在嘉兴浙北造船有限公司(平湖东港船厂)顺利通过航行试验,该船的最大起吊重量达到150吨,主要用于内河A级航区从事起重作业,如桥梁构件起吊、船舶打捞等。随着内河航道的持续发展和通行船舶的吨位不断变大,以前的小吨位起重船已经不能满足现在以及未来内河航道的发展,应该着力发展大吨位的起重船。航道应急清障、航道整治及与之相配套的工程项目建设,都需要研制开发出较大吨位的内河打捞起重船[4]。
  新研制的船舶既要满足在等级航道限制条件下的调遣航行,又要较大幅度地提高船舶的起吊重量和起吊高度。现在内河应用较广的是将起重机与驳船结合使用。将履带式起重机整机装载于承载驳船上的型式的起重船(如图1-1),在黄浦江大型救助中有过实例(如图1-2),在近海风力发电机安装施工中多有应用(如图1-3)。
  内河航运由于其吃水深度等因素限制发展缓慢,但是随着内河航道的发展,必然需要大吨位的起重船保证内河上的作业安全。
  3、内河起重船研究现状
  海上对起重船的需求远大于内河,于是对海上起重船特性的研究相对于内河要开展得更早、研究得更深入。起重船的设计中,对起重船横摇工况下的动态特性的研究格外重要,研究主要集中在对起重臂的设计和整船在波浪中的稳定性的问题上。
  2002年,上海交通大学针对浮动平台上作业的结构进行了整体分析,分析中将系统都定义为刚体,忽略其弹性变形,建立了浮基多刚体系统运动方程,讨论了浮基多刚体系统运动方程在三类情况下的求解途径。2003年,上海交通大学针对浮动平台上面上作业的起重船的起升机构进行了动力学分析,分析了其轨迹的运动规律,但是仍然没有分析结构产生弹性变形时的动力学特性。2008年,华中科技大学针对浮动平台上工作的起重机,考虑实际作业条件,将起重臂作为柔性体,并考虑了吊物系统对整船的影响,进行了整船的刚柔耦合建模,进一步完善了对海上起重船的动力学特性的研究。2010年,上海交通大学对我国最大吨位海上起重船“蓝鲸”号进行了研究,研究中主要针对大波浪中的船体受到的外载荷带来的应力变化和动力学特性。同年,继续针对在规则波浪中工作的“蓝鲸”号起重船,进行整船静力学和动力学的分析,为以后研究在波浪中运动的船体的力学特性提供了较好的分析方法。
  在海上起重船研究愈加深入的同时,目前对内河中使用的起重船的研究明显不够。现阶段在内河中使用的最大吨位起重船是500吨级的“龙海”号,它的设计是按照传统方法的设计完成的,在设计中先考虑静水中的受力,然后设定较大的安全系数,用以保证在大波浪中船体具有一定的强度。因此,对内河波浪下进行工作的起重船的力学特性的研究显得尤为重要。
  内河起重船系统的动态响应受船体与吊臂、风浪载荷的影响。随着内河起重船的吨位逐渐增大,起重船的结构特性愈加明显——船体变大、起重臂变长,这样的结构,使得起重船臂架的柔性特点凸现出来,柔性臂架会受到来自于起吊物和船体运动造成的动态响应,同时也对船体产生了一定的动载荷,在今后的内河大吨位起重船的设计中,应该充分考虑起重臂的动力学特性。
  4、内河起重船发展趋势
  随着对内河水运需求量的增加,内河水域的发展加速,对内河水域的上的起重船的需求量不断增加、起重量不断提高。综合内河现阶段发展情况,内河起重船发展趋势主要由以下几个方面[5]:
  (1)用于吊装或安装、拆卸(平台、大件、结构物等)的大型起重船(大部分装设回转起重机)。
  (2)用于大型水上工程吊装的起重船,其上多数装设固定臂架式起重机,也有用于针对单项工程使用的专用起重船。
  (3)用于内河上救援和打捞沉船的起重船,大部分是回转式起重机。
  参考文献
  [1]刘振辉,谭卫卫,谭家华.超大型海洋工程起重系统发展现状[J].中国海洋平台,2006,4(2):1-5.
  [2]祁斌.重货运输船最新发展动向[J].中国船检,2011(10):64-68.
  [3]李乐;汪保青.“海洋石油201”深水铺管起重船项目总线通讯问题研究[J].船舶工程,2010:36-39.
  [4]许向东.在内河封闭通航水域利用社会力量开展义务救助模式研究[C].中国航海学会,2007年度学术交流会优秀论文集,中国航海学会,2007:56-57.
  [5]丁振东.大型浮吊海浪作用下结构静动态性能研究[D].上海交通大学,2010.
山贼山贼

15-06-08 07:13

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“蓝鲸”号7500吨级全回转起吊船,全长241米,宽50米,型深20.4米,相当于一个足球 场的面积,高度超过7层楼;
南京长江大桥水面净高24米,是限制万吨轮船航行在黄金水道的根源(九江长江大桥、芜湖长江大桥、铜陵长江大桥、安庆长江大桥、鄂州长江大桥、武汉长江二桥等净空高度都是24米)。
仅从高度来看,“蓝鲸”号够呛能通过南京长江大桥。还有它本身的吃水深度,也是个问题。
山贼山贼

15-06-08 07:03

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世界最大单臂起重船
——振华港机7500吨全回转巨型浮吊 
工程总投资:25亿元以上
工程期限:2006年——2008年
蓝鲸号7500吨级全回转起吊船,由上海振华港机建造,这是目前世界最大的单臂起吊船。起重量超过法国艾菲尔铁塔7000余吨的重量。此外中国正在建造两万吨级的巨型起吊船,主要用于海洋钻井平台运输。
2008年5月7日,“蓝鲸”号7500吨全回转浮吊在上海振华港机公司研制成功。这个海事工程的“大力士”,可用于海上起重、建桥、铺管、打捞等多种用途,起重量达到7500吨。
  “蓝鲸”号7500吨级全回转起吊船,全长241米,宽50米,型深20.4米,相当于一个足球场的面积,高度超过7层楼;总吨64110吨,起重吊梁高98.1米,最大起重能力7500吨。它既可以将吊具深入水下150米,又可以将重物提升到水上125米。它的一大特点就是起重臂可以放倒或旋转,十分灵活。由于海上环境瞬息即变,普通的固定臂式起重机因其起重臂不能放倒,遇上恶劣的海况,起重臂常会变形损坏或折断。7500吨全回转浮吊的诞生,就能自如对付恶劣环境,扩展了我国海事工程和求助打捞事业可涉猎的海域。蓝鲸号起重船也可兼做大型大跨距桥梁预制件吊装、打捞及水上重大件吊装之用。
  海上巨型浮吊是海上油气田开采等海上工程的紧俏装备。长期以来,巨型浮吊被称为美欧日的独占品,1500吨以上的浮吊都由发达国家制造。世界上7000吨以上的浮吊只有3台,最重的为7100吨。
  “蓝鲸”顶点最高130米,相当于40多层楼高,最高起重高度可达110米;整个浮吊船可同时容纳300人食宿作业,并设有直升机停机坪,自航速度达到11个节级。可就是这个庞然大物,从设计到制造完成只用了两年半左右的时间,不及外国公司时长的2/3。至少有10项独创的技术在“蓝鲸”上实施应用。
国际上已有的超大型浮吊一般不能全回转,起重机要转向,整个船必须掉头,而掉头需要众多小船来牵引,效率低下。而有了全回转,起重机进退自如,可提高作业效率。
尽管全回转技术优点众多,国际上却少有公司敢触及,因为技术要求太高。“蓝鲸”的设计师们大胆采用了双层滚轮的方法,整个起重机的旋转重心降低,增加了起重机的稳定性。
  吊钩是起重机的灵魂,但是,国内没有公司锻造过能承载1600吨以上的单钩,为此,振华与上海重型机械厂合作,由振华投资专门成立了攻关组,在很短的时间内锻造出了满意的吊钩。7500吨全回转浮吊“蓝鲸”号“百分之百中国制造”的背后,是一个响彻全球的名字——振华港机。
  成立仅16年的振华,从集装箱起重机起步。成立初就立下了“世界上有集装箱码头的地方就要有振华港机的起重机在作业”的理想,后来,管彤贤提出了“每年做一件‘世界第一’的事”的目标,并一步步演变成现实。
  2006年,振华获得美国旧金山海湾大桥的订单,价值2亿美元以上。美洲区成为对振华业务需求增长最快的地区之一。
目前全球海上重型装备市场每年约有500亿美元的“市场蛋糕”。海上重工装备产品有开发设备和施工设备两大类,每一项都是上亿美金的大买卖。若无技术、资金和人力等密集型竞争实力支撑,将难以在这此市场上打拼。因此,有市场人士指出,备战多时的振华港机如今显然已决意成为跻身于海上重工设备行业的有力竞争者。7500吨全回转自航浮吊的设计和制造,以及电控系统、安全保护系统和主要机电配套均由ZPMC自主研制完成,显示了振华港机多年来谋求科技创新和技术进步又结出了硕果。
从1992年创业至今,振华依靠中国人的魄力和实力,自主创新超常规地发展,创造了装备制造业的奇迹,登上世界港口起重机行业王座。在大型集装箱机械领域占有世界80%以上的市场份额。根据英国权威杂志《World Cargo News》的统计,自1998年起,振华港机的产品已经连续9年位居全球市场占有率之首。振华不但占领了发达国家的港机市场,也装备了发展中国家的港口,“ZPMC”(振华港机的英文简称)已经成为国际著名品牌,产品出口到世界上65个国家和地区。振华短短十几年的全球化发展历程为中国装备制造企业在全球化中“走出去”和“创立国际知名品牌”树立了典范,让“中国制造”在全球赢得了尊敬。
  1992年,振华为施工需要制造了900吨的浮吊。为了抓住世界约500亿美元的浮吊市场大蛋糕,振华涉足4000吨全回转浮吊产品,并于去年研制出了“南海一号”,在打捞宋代沉船中一展风采。与此同时,2006年,振华又着手7500吨浮吊的研制,并顺利完成。
  7500吨大型浮吊项目的建成,又让振华的国际订单应接不暇。5月1日,韩国三星重工与振华签订合同,预定8000吨的大型浮吊,另外,荷兰等国家的1.2万吨、2.8万吨大型起重船的合同也在洽谈之中。
2008年7月21日,由中国海洋石油工程有限公司投资购建的7500吨大型海洋工程起吊船“蓝鲸”号正式起航,离开上海长兴岛建造基地,标志着这艘世界单吊能力最强的海洋工程船舶正式投入使用。
2008年10月19日,该船成功完成了印度VED项目组块支撑模块南块吊装,这是该船在海外完成的第一吊作业。
“蓝鲸”号7500吨级全回转起吊船,全长241米,宽50米,型深20.4米,相当于一个足球场的面积,高度超过7层楼;总吨64110吨,起重吊梁高98.1米,最大起重能力7500吨。
2008年8月31日凌晨5点10分, “蓝鲸”起重船正式起吊。其双钩稳稳地将长50米、宽30米、高20米、重达3600吨的4层结构的平台主模块吊起,并缓缓移向平台导管架。8点30分左右,进入最关键的套井口作业,“蓝鲸”号将主模块缓缓下放至导管架上,此时主模块下方的8根管子平稳、准确地插入了导管架的对应位置,未发生任何碰撞。此时,“蓝鲸”号首吊宣告圆满成功。此次首吊的圆满完成初露了“蓝鲸”起重船作为世界第一的实力。
蓝鲸号起吊试验,每个测试圆筒重达1000吨。
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