一、前期勘探與設(shè)計(jì)階段：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集
此階段需通過(guò)船只獲取海底地質(zhì)、水文、氣象及生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、海纜路由規(guī)劃提供依據(jù)。
1. 地質(zhì)調(diào)查船(Survey Vessel/Geophysical Survey Vessel/Geotechnical Survey Vessel)
功能：探測(cè)海底地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造(如巖層硬度、沉積層厚度)、障礙物(沉船、礁石)等，為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)選型(單樁/導(dǎo)管架/浮式)和施工方案提供數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵設(shè)備：多波束測(cè)深系統(tǒng)(繪制高精度海底地形圖)、地震勘探儀(通過(guò)聲波探測(cè)深層地質(zhì)結(jié)構(gòu))、磁力儀(探測(cè)地下金屬體或地質(zhì)異常)、淺地層剖面儀(分析海底淺層地質(zhì)分層)等。
特點(diǎn)：通常為中小型船舶，需具備高定位精度(GPS)，部分配備鉆探取樣設(shè)備(如活塞取芯器)獲取海底巖芯樣本。
代表船只：“華東院308” 是我國(guó)海上風(fēng)電及海洋工程領(lǐng)域的主力勘察船舶之一，由中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院自主設(shè)計(jì)并運(yùn)營(yíng)，集成“地質(zhì)鉆探、地球物理探測(cè)、水文監(jiān)測(cè)”三大模塊，支持“單船全流程”作業(yè)。
2. 海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)船(Metocean Vessel)
功能：評(píng)估水文條件(流速、流向、潮位)、氣象參數(shù)(風(fēng)速、波浪、鹽霧)、生態(tài)敏感區(qū)(魚(yú)類(lèi)洄游、鳥(niǎo)類(lèi)棲息地、珊瑚礁分布)，支撐環(huán)境影響評(píng)價(jià)(EIA)和施工窗口期選擇。
關(guān)鍵設(shè)備：波浪浮標(biāo)/漂流浮標(biāo)(長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)波浪譜)、ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀，測(cè)量三維流場(chǎng))、氣象站(實(shí)時(shí)采集風(fēng)速、氣壓、濕度)、水下機(jī)器人(ROV/AUV，觀測(cè)水下生態(tài))。
特點(diǎn)：需具備長(zhǎng)期海上駐留能力，部分配備實(shí)驗(yàn)室，用于現(xiàn)場(chǎng)樣品分析。
二、施工安裝階段：核心裝備運(yùn)輸與安裝
海上風(fēng)電建設(shè)關(guān)鍵階段，需大型船只完成風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、塔筒、機(jī)艙、葉片及海纜的運(yùn)輸與安裝，對(duì)船只的起重能力、定位精度、甲板空間要求極高。
1. 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安裝船(Offshore Construction Vessel)
功能：運(yùn)輸并安裝風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)(如單樁、導(dǎo)管架、吸力筒)，完成基礎(chǔ)打樁、灌漿等作業(yè)。
類(lèi)型與特點(diǎn)：
自升式基礎(chǔ)安裝船：通過(guò)樁腿升降貼近海床，適合淺水區(qū)(水深≤60米)，配備大型起重機(jī)(起重量500-2000噸)，甲板可容納基礎(chǔ)組件(如單樁直徑8-10米，長(zhǎng)度80-120米)。
浮式基礎(chǔ)安裝船：通過(guò)錨泊或動(dòng)力定位(DP2/DP3)在深水區(qū)(水深>100米)作業(yè)，需配備動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)和重型起重機(jī)(起重量>3000噸)，用于大型導(dǎo)管架或吸力筒基礎(chǔ)的運(yùn)輸與安裝。
2. 風(fēng)機(jī)運(yùn)輸安裝船(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)
功能：運(yùn)輸風(fēng)機(jī)部件(塔筒、機(jī)艙、葉片)至機(jī)位，并完成整體吊裝(塔筒分段對(duì)接、機(jī)艙與塔筒連接、葉片組裝)。
關(guān)鍵設(shè)計(jì)：
甲板布局：超寬甲板(寬度≥50米)以容納葉片(長(zhǎng)度80-120米)豎放或平放;
起重能力：配備主起重機(jī)(起重量1200-2500噸)，部分支持“雙葉片吊裝”或“整體機(jī)艙吊裝”;
定位系統(tǒng)：采用DP3(動(dòng)力定位3級(jí))或自升式(水深≤80米)，確保在復(fù)雜海況(浪高≤4米)下精準(zhǔn)對(duì)位;
運(yùn)輸能力：可同時(shí)運(yùn)輸2-3臺(tái)風(fēng)機(jī)部件(如3臺(tái)16MW風(fēng)機(jī)，總重量約12000噸)。
代表船只：Voltaire自升式風(fēng)電安裝船是比利時(shí)Jan De Nul集團(tuán)委托中遠(yuǎn)海運(yùn)重工建造的第四代超大型風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)(WTIV)，專(zhuān)為應(yīng)對(duì)深遠(yuǎn)海、大兆瓦風(fēng)機(jī)安裝挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)，2022年交付后成為全球最先進(jìn)的同類(lèi)船舶之一。
3. 海纜鋪設(shè)船(Cable Laying Vessel,CLV)
功能：鋪設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部集電海纜(風(fēng)機(jī)間連接)及外送海纜(連接陸上變電站)，部分需同步完成海纜埋設(shè)、沖埋或保護(hù)。
關(guān)鍵設(shè)備：
電纜輸送系統(tǒng)：通過(guò)絞車(chē)、托管架(或埋設(shè)犁)將海纜從船尾下放至海底;
埋設(shè)裝置：液壓埋設(shè)犁(挖掘深度1-3米，適合軟質(zhì)海床)或噴射式埋設(shè)系統(tǒng)(高壓水流沖刷海床，適合硬質(zhì)海床);
張緊系統(tǒng)：保持電纜張力穩(wěn)定，避免因船只移動(dòng)或海床起伏導(dǎo)致電纜過(guò)度彎曲;
代表船只：Van Oord”的“Nexus”號(hào)，載纜量8000噸。
4. 打樁船(Pile Driving Vessel)
功能：針對(duì)需要額外加固的基礎(chǔ)(如高樁承臺(tái))，通過(guò)液壓錘或柴油錘將鋼樁(直徑1-2米，長(zhǎng)度100-150米)打入海床至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
特點(diǎn)：配備高精度打樁定位系統(tǒng)(激光或GPS導(dǎo)向)，起重能力需匹配樁重(單樁自重可達(dá)500噸)，部分配備“動(dòng)態(tài)打樁監(jiān)測(cè)”設(shè)備(實(shí)時(shí)調(diào)整錘擊能量，避免海床損傷)。
三、運(yùn)維保障階段：長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)
海上風(fēng)機(jī)壽命約25-30年，運(yùn)維需高頻次(年均2-4次/臺(tái))的小范圍作業(yè)，同時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)故障(如齒輪箱損壞、葉片斷裂)，對(duì)船只的靈活性、駐留能力、應(yīng)急響應(yīng)要求突出。
1. 運(yùn)維母船(Service Operation Vessel, SOV)
功能：作為海上運(yùn)維的“移動(dòng)基地”，提供技術(shù)人員住宿(一般是10-30人)、設(shè)備存儲(chǔ)(工具、備件、潤(rùn)滑油)、物資補(bǔ)給(燃料、淡水)，并支持日常巡檢、小修及緊急維修。
關(guān)鍵設(shè)計(jì)：
住宿模塊：配備穩(wěn)定艙室(抗風(fēng)浪等級(jí)≥DNV GL 1000)、生活設(shè)施(廚房、衛(wèi)生間);
甲板空間：可搭載小型起重機(jī)(5-20噸)、運(yùn)維工作艇(如剛性充氣艇，RIB)、備件倉(cāng)庫(kù)(存儲(chǔ)常用部件如齒輪箱、發(fā)電機(jī));
定位能力：DP2級(jí)動(dòng)力定位(可在4級(jí)海況下穩(wěn)定停留)，或配備動(dòng)態(tài)定位錨泊系統(tǒng)(適合淺水區(qū));
續(xù)航力：可連續(xù)作業(yè)30-60天，減少往返港口次數(shù)。
代表船只：IHC Offshore Energy設(shè)計(jì)的T60-18型運(yùn)維母船是一款專(zhuān)為深遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)定制的多功能作業(yè)平臺(tái)，配備 DP2動(dòng)力定位系統(tǒng)和波浪補(bǔ)償步橋(抗浪高3.5米，載重400kg);設(shè)有 340㎡恒濕倉(cāng)庫(kù)(兼容20英尺集裝箱)和60人單間艙室;集成雙折臂起重機(jī)(主吊5噸@26米半徑)及船尾可調(diào)登陸平臺(tái)，可優(yōu)化備件運(yùn)輸與人員轉(zhuǎn)運(yùn)。
2. 運(yùn)維交通艇(Service Boat)
功能：短途運(yùn)送技術(shù)人員(5-15人)和小型設(shè)備(工具包、傳感器)從運(yùn)維母船至風(fēng)機(jī)，或執(zhí)行緊急救援。
3. 海上起重船(Offshore Crane Vessel/Heavy Lift Vessel)
功能：更換大型部件(如機(jī)艙、齒輪箱)、維修塔筒(補(bǔ)漆、探傷)、打撈落海設(shè)備，或配合安裝船進(jìn)行風(fēng)機(jī)精調(diào)。
4. 應(yīng)急救援船(Emergency Response Vessel, ERV)
功能：應(yīng)對(duì)人員落水、船只碰撞、火災(zāi)等突發(fā)事故，提供快速救援(黃金時(shí)間<1小時(shí))。
四、輔助支持船型：保障全流程運(yùn)轉(zhuǎn)
除上述核心船型外，海上風(fēng)電項(xiàng)目還需大量輔助船只提供后勤、通信、環(huán)保等支持。
1. 拖輪(Tugboat)
功能：用于拖帶駁船、浮式結(jié)構(gòu)物，或協(xié)助其他船只在港口和施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定位和移動(dòng)。
2. 供應(yīng)船(Supply Vessel)
功能：向海上作業(yè)平臺(tái)(安裝船、SOV)運(yùn)輸燃料(柴油、天然氣)、淡水、食品、備件等物資。
3. 運(yùn)輸駁船 (Transport Barge)
功能：用于運(yùn)輸大型結(jié)構(gòu)件(如變電站平臺(tái)、預(yù)制基礎(chǔ))到施工現(xiàn)場(chǎng)。這些駁船通常沒(méi)有自航能力，需要由拖輪拖帶。
4. 拋石船 (Rock Dumping Vessel)
功能：在需要對(duì)海纜或基礎(chǔ)進(jìn)行防護(hù)，或?qū)４策M(jìn)行平整時(shí)，會(huì)使用拋石船將石塊精確地投放到指定位置。
主要引用：
https://cleanpower.org/wp-content/uploads/2021/09/OffshoreWind_Vessel_Needs_230104.pdf
https://www.knudehansen.com/wp-content/uploads/2020/06/Voltaire-Wind-turbine-installation-vessel-18027.pdf
https://www.sohu.com/a/715674500_121124362
https://wind.imarine.cn/news/98486.html
https://multi.engineering/uploads/documents/JDN_IsaacNewton.pdf
https://www.mpi-offshore.com/equipment/nexus
https://www.royalihc.com/offshore-energy/offshore-vessels/offshore-wind-vessels/service-operation-vessels
