本刊记者　黄 健

　　　　
　　
　　我国从2005年开始了大规模的深水油气开发技术与装备研究，经过“十一五”和“十二五”的发展，现已取得了明显的进步，很多技术与装备可谓是从无到有。海洋石油开发包括结构装备支撑，机械装备开采和加工石油及天然气产品。海洋工程主要研究结构装备的设计、建造与安装。
　　黄维平在海洋工程领域摸索了十余载，可以说对这个行业有比较深入的了解，以至于他可以很冷静地审视我国在海洋工程领域的发展：成果很多，进步很大，但问题同样也存在。
　　
自主研发是出路
　　
　　目前，深水开发的模式有三种，刚性开发模式，柔性开发模式和混合开发模式。刚性开发模式也称为干树模式，由于可以在水面生产设施上直接进行井下作业，因此，适合于任何形式的油藏和任何品质的油气田开发。其方便的修井特点用于稠油藏的开发是最经济的解决方案，而用于轻质原油的开采或天然气田的开发，则经济性不及柔性开发模式。刚性开发模式为单钻井中心，其井位分布范围可达5公里。
　　柔性开发模式也称为湿树模式，它需要租用专业的井下作业船来完成修井及增产作业，因此，适合于不需要频繁修井的轻质原油开采或天然气田开发。而用于稠油藏的开发，其经济性不及刚性开发模式。柔性开发模式为多钻井中心，其井位分布范围可达15公里。
　　混合开发模式有多种刚-柔组合形式，如海底生产系统回接至刚性开发系统或井口平台与柔性开发系统的水面生产设施组合。适合于刚性开发系统井位范围之外的补井或大区块与周边小区块的开发等。
　　由于新能源的开发利用尚未实现大规模的商业化应用，石油作为主要能源仍然是一个国家的经济命脉。全球大多数沿海产油国的陆地探明油气资源已开采殆尽，尚无有工业开采价值的新发现，而海洋油气特别是深水油气发现却屡屡见诸报端。据资料显示，世界海洋石油资源量占全球石油资源总量的34%，约1000多亿吨，其中已探明的储量约为380亿吨。目前，全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中，有50多个国家已开展了深水油气勘探。我国也位居其中，南海的深水油气储量令世人瞩目，也令一些国家垂涎三尺。已经有我国的三大国有石油公司和受邀的国外石油公司在南海开展深水油气勘探。
　　由于我国目前尚不能完全独立自主地开发深水油气田，为了保障能源安全和国家资源不被蚕食，我们只能采取与国外合作开发的方式来加速南海的深水油气开发。殊不知，合作开发的代价是出让部分油气资源。这意味着我们用油气资源换取了部分先进技术，在新能源没有完全取代传统能源的条件下，油气资源的不可再生性使得这个代价略显昂贵。“所以，我国应加快自主开发深水油气田的步伐，尽早建立试验工程”，黄维平为我国的海洋工程献计献策。
　　黄维平从事的研究工作是深水油气开发装备中的结构装备，一次试验中的偶然发现，他将学术研究聚焦到了海洋工程涡激振动与涡激运动。涡激振动是个传统的学术问题，虽然已有比较成熟的理论和大量的研究成果，但深水油气开发装备的出现仍然使它应对不暇。大长细比的弹性结构和刚性或弹性柱群的涡激振（荡）动都是传统涡激振动研究不曾涉及的范围，其最大的区别在于流固耦合的强弱。经过十余年的研究，特别是在美国Texas A&M大学一年的访问研究，他已经在该领域积累了丰富的研究经验和可喜的研究成果，对海洋工程涡激振动和涡激运动有了自己独特的认识和理解，提出了一些改进的数学模型及相应的计算方法，研发了一些试验装置及相应的试验方法。
　　
创新研发是关键
　　
　　油价的低迷放慢了深水油气开发的步伐，海洋油气开发特别是深水油气的勘探开发进入了寒冷的冬季，海洋工程也面临严冬的考验。但从另一个角度来看低油价的影响，也许这给了我国海洋工程行业难得的发展机遇。工程项目的减少给了我们更多的研发时间，我们应该借此契机加快深水油气开发装备的自主研发进程。
　　黄维平通过不断的研究积累，提出了创新研发深水浮式平台与立管系统的思路——当设计全新结构或提高结构性能较为困难时（现有的几大类浮式平台都已经历了两个高油价时期的大密度、高强度的研发），可以从降低结构或/和建造以及海上安装成本出发来开发新结构，从而达到自主设计建造的目标。降低结构成本是通过优化设计来降低结构自身重量，从而提高结构的承载比；降低建造成本则是通过结构优化设计来简化结构的建造工艺，从而缩短建造周期；降低海上安装成本主要是将上部组块和下部壳体的集成规划在码头完成，从而避免海上安装时使用大型起重安装船并缩短海上作业时间。正是基于这些理念，他提出了S-Spar、Tri-Truss Spar和S-Cell Spar三种新型Spar平台以及新型延展式张力腿平台（ETLP）的概念。
　　谈起关于深水立管系统的研究，黄维平感触颇深，这是他这些年来最难以割舍、也最引以为豪的情怀。2005年在美国第一次接触深水立管时，对他来说还是一个全新的领域。经过十年孜孜不倦的研究，如今已积累了丰富的研究经验和丰厚的研究成果。特别是在深水立管力学与涡激振动两个领域，花费了他太多的精力和智慧。在已经获得的31项发明专利中，有近2/3是这两个领域的创新成果。他把这些归功于这个时代——深水油气开发和计算机技术的进步，创新的灵感来自于深水油气开发，创新的成果依托先进的计算机及其计算技术。
　　对这些创新性的研究成果，黄维平和他的团队采取了谨慎的态度持续地进行理论和试验验证，以确保研究成果经得住时间的考验，保证专利的真实可靠性。提到专利，他认为这是影响我国自主开发深水油气田以及深水油气开发装备发展道路上的一个不利因素。要规避专利的封锁，创新是关键，特别是结构的创新，它可以带动其它装备技术的发展。
　　经过“十一五”和“十二五”的研究，我国的深水油气装备理论和技术都有了快速的发展，出现了一批创新性的成果。在新结构设计方面提出了一些拥有自主知识产权的结构形式，并得到国家专利的保护。但由于海洋工程投资大、风险高，且我国的深水油气开发项目较少，因此，这些成果仍禁足于试验室中。对此，黄维平建议“适时建立深水油气开发装备的试验工程，以尽快完成我国深水油气开发装备从试验室到实际工程的跨越”。
　　
传承星星之火
　　
　　生于上世纪50年代的黄维平，经历了那个特殊年代的动荡与不安。在炼油厂当工人的他始终没有放弃对知识的追求，但一直没有得到深造的机会。直到1977年恢复高考，使他的人生轨迹从此发生了转变。每当谈到自己的求学经历，他总是十分感激改革开放给他带来的机遇。
　　在大庆石油学院，也就是现在的东北石油大学，黄维平完成了石油矿场机械专业的本科学业，毕业后回到了他熟悉的炼油厂。在设备研究的工作中，他深感知识的不足而产生了继续深造的愿望。四年后，他顺利考取了大连理工大学工程力学专业研究生，毕业后留校工作，并完成了结构工程专业的博士研究生学习，随后进入西南交通大学从事博士后研究。
　　一个时代造就一代人，由于经历和年龄的关系，黄维平总是十分珍惜每一个来之不易的学习机会。尽管在同学中始终是年长者，但不甘落后的精神使他的学习劲头毫不落后于年轻人。也正是他的丰富阅历使他能够在面对就业选择时比较从容，本是力学专业的他却从事了看似毫不相关的海洋工程工作，对此他只用“结构本身是相通的，只是荷载和用途不一样”一句话带过，可见他的实力和自信是成正比的。因为对他来说，只要基础扎实，触类旁通便不是问题。如今在电话那端回忆当年点点滴滴的他，不禁感叹道“本科的石油专业背景给了我科研和教学的知识支撑，研究生的力学和结构专业基础给了我科研和教学的理论支撑，使我能够在海洋工程领域游刃有余；而中国海洋大学给了我施展才能的舞台，我深深地感谢这些培养和支持我的母校！”
　　就这样，黄维平在海洋工程领域沉浸了十余载。除了正常的本科和研究生教学与科研工作外，他还培养了50余名研究生。下一代象征着希望，他们肩负了发展我国海洋工程事业的重任，身为传道授业解惑者的他也深感身上的责任和压力。也正是这份期盼，使他在学术上对学生严格要求、悉心指导、耐心解疑；在生活上体贴关心，使学生能够集中精力做研究。他最喜欢的学生是能够在学术讨论中反驳自己的学生，因为，这能够激发他深入地思考。黄维平最想对学生说的一句话就是“不要只学习知识，要培养运用掌握的知识认知和解决工程问题的能力，这才能称得上是合格的学生”，“当然，这个要求对学生来说比较高，也并不容易。”他打趣地说。无论如何，培养起新一代可以支撑起海洋工程事业的接班人是不易的，任重而道远。
　　即将迈入顺耳之年，黄维平希望在退休之前，能够最大限度地发挥自己的光和热。他认为深水立管动力学问题中还有两个问题——内流的影响与几何刚度计算的张力取值没有很好地解决，由于初步的研究结果与已有的结论不一致，甚至相悖，因此，必须有充分的理论和试验数据来证明他的正确性。十几年来，他始终没有放弃对这两个问题的研究与探索，并希望在退休前能够有所收获。尽管此项研究是对已有研究结论的质疑，甚至是颠覆，但对科学的追求使他欲罢不能。对此，也曾有专家善意地提醒他谨慎从事，他接受了专家的建议，选择做更深入的研究，而不是草率地发表初步的研究成果。
　　为海洋工程把脉，问题很多，差距很大，但我们也不应气馁而停滞，路在脚下，找准目标，选对方法，继续努力拼搏是海工人要做的事。时间在流逝，一代人老去，新一代人成长起来，技术、方法或许早已更新，但不变的是精神，是海工人坚持不懈、奋勇向前的精神，它不会随着时光的消失而渐渐淡化，相反，它会不断地传承下去，愈久弥新。
　　
专家简介
　　黄维平，中国海洋大学海洋工程系教授、博士生导师。1982年1月毕业于大庆石油学院，1986年至1996年在大连理工大学工作学习，1996年至1998年在西南交通大学做博士后研究工作，1998年至今在中国海洋大学工作，2005年至2006年在美国Texas A&M University作访问研究。研究方向为海洋工程结构设计及动力分析理论与方法。
　　发表学术论文120余篇，获国家发明专利31项，主持和参加多项国家自然科学基金、863计划项目和企业委托项目。