一、前期勘探與設(shè)計階段：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

此階段需通過船只獲取海底地質(zhì)、水文、氣象及生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，為風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計、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：多波束測深系統(tǒng)(繪制高精度海底地形圖)、地震勘探儀(通過聲波探測深層地質(zhì)結(jié)構(gòu))、磁力儀(探測地下金屬體或地質(zhì)異常)、淺地層剖面儀(分析海底淺層地質(zhì)分層)等。

特點：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，由中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院自主設(shè)計并運營，集成“地質(zhì)鉆探、地球物理探測、水文監(jiān)測”三大模塊，支持“單船全流程”作業(yè)。

2. 海洋環(huán)境監(jiān)測船(Metocean Vessel)

功能：評估水文條件(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)(魚類洄游、鳥類棲息地、珊瑚礁分布)，支撐環(huán)境影響評價(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)(長期監(jiān)測波浪譜)、ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀，測量三維流場)、氣象站(實時采集風(fēng)速、氣壓、濕度)、水下機器人(ROV/AUV，觀測水下生態(tài))。

特點：需具備長期海上駐留能力，部分配備實驗室，用于現(xiàn)場樣品分析。

二、施工安裝階段：核心裝備運輸與安裝

海上風(fēng)電建設(shè)關(guān)鍵階段，需大型船只完成風(fēng)機基礎(chǔ)、塔筒、機艙、葉片及海纜的運輸與安裝，對船只的起重能力、定位精度、甲板空間要求極高。

1. 風(fēng)機基礎(chǔ)安裝船(Offshore Construction Vessel)

功能：運輸并安裝風(fēng)機基礎(chǔ)(如單樁、導(dǎo)管架、吸力筒)，完成基礎(chǔ)打樁、灌漿等作業(yè)。

類型與特點：

自升式基礎(chǔ)安裝船：通過樁腿升降貼近海床，適合淺水區(qū)(水深≤60米)，配備大型起重機(起重量500-2000噸)，甲板可容納基礎(chǔ)組件(如單樁直徑8-10米，長度80-120米)。

浮式基礎(chǔ)安裝船：通過錨泊或動力定位(DP2/DP3)在深水區(qū)(水深>100米)作業(yè)，需配備動態(tài)定位系統(tǒng)和重型起重機(起重量>3000噸)，用于大型導(dǎo)管架或吸力筒基礎(chǔ)的運輸與安裝。

2. 風(fēng)機運輸安裝船(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)

功能：運輸風(fēng)機部件(塔筒、機艙、葉片)至機位，并完成整體吊裝(塔筒分段對接、機艙與塔筒連接、葉片組裝)。

關(guān)鍵設(shè)計：

甲板布局：超寬甲板(寬度≥50米)以容納葉片(長度80-120米)豎放或平放;

起重能力：配備主起重機(起重量1200-2500噸)，部分支持“雙葉片吊裝”或“整體機艙吊裝”;

定位系統(tǒng)：采用DP3(動力定位3級)或自升式(水深≤80米)，確保在復(fù)雜海況(浪高≤4米)下精準對位;

運輸能力：可同時運輸2-3臺風(fēng)機部件(如3臺16MW風(fēng)機，總重量約12000噸)。

代表船只：Voltaire自升式風(fēng)電安裝船是比利時Jan De Nul集團委托中遠海運重工建造的第四代超大型風(fēng)機安裝平臺(WTIV)，專為應(yīng)對深遠海、大兆瓦風(fēng)機安裝挑戰(zhàn)設(shè)計，2022年交付后成為全球最先進的同類船舶之一。

3. 海纜鋪設(shè)船(Cable Laying Vessel,CLV)

功能：鋪設(shè)海上風(fēng)電場內(nèi)部集電海纜(風(fēng)機間連接)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。

關(guān)鍵設(shè)備：

電纜輸送系統(tǒng)：通過絞車、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，避免因船只移動或海床起伏導(dǎo)致電纜過度彎曲;

代表船只：Van Oord”的“Nexus”號，載纜量8000噸。

4. 打樁船(Pile Driving Vessel)

功能：針對需要額外加固的基礎(chǔ)(如高樁承臺)，通過液壓錘或柴油錘將鋼樁(直徑1-2米，長度100-150米)打入海床至設(shè)計標(biāo)高。

特點：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500噸)，部分配備“動態(tài)打樁監(jiān)測”設(shè)備(實時調(diào)整錘擊能量，避免海床損傷)。

三、運維保障階段：長期運行維護

海上風(fēng)機壽命約25-30年，運維需高頻次(年均2-4次/臺)的小范圍作業(yè)，同時應(yīng)對突發(fā)故障(如齒輪箱損壞、葉片斷裂)，對船只的靈活性、駐留能力、應(yīng)急響應(yīng)要求突出。

1. 運維母船(Service Operation Vessel, SOV)

功能：作為海上運維的“移動基地”，提供技術(shù)人員住宿(一般是10-30人)、設(shè)備存儲(工具、備件、潤滑油)、物資補給(燃料、淡水)，并支持日常巡檢、小修及緊急維修。

關(guān)鍵設(shè)計：

住宿模塊：配備穩(wěn)定艙室(抗風(fēng)浪等級≥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(5-20噸)、運維工作艇(如剛性充氣艇，RIB)、備件倉庫(存儲常用部件如齒輪箱、發(fā)電機);

定位能力：DP2級動力定位(可在4級海況下穩(wěn)定停留)，或配備動態(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)計的T60-18型運維母船是一款專為深遠海風(fēng)電場定制的多功能作業(yè)平臺，配備 DP2動力定位系統(tǒng)和波浪補償步橋(抗浪高3.5米，載重400kg);設(shè)有 340㎡恒濕倉庫(兼容20英尺集裝箱)和60人單間艙室;集成雙折臂起重機(主吊5噸@26米半徑)及船尾可調(diào)登陸平臺，可優(yōu)化備件運輸與人員轉(zhuǎn)運。

2. 運維交通艇(Service Boat)

功能：短途運送技術(shù)人員(5-15人)和小型設(shè)備(工具包、傳感器)從運維母船至風(fēng)機，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(如機艙、齒輪箱)、維修塔筒(補漆、探傷)、打撈落海設(shè)備，或配合安裝船進行風(fēng)機精調(diào)。

4. 應(yīng)急救援船(Emergency Response Vessel, ERV)

功能：應(yīng)對人員落水、船只碰撞、火災(zāi)等突發(fā)事故，提供快速救援(黃金時間<1小時)。

四、輔助支持船型：保障全流程運轉(zhuǎn)

除上述核心船型外，海上風(fēng)電項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)場進行定位和移動。

2. 供應(yīng)船(Supply Vessel)

功能：向海上作業(yè)平臺(安裝船、SOV)運輸燃料(柴油、天然氣)、淡水、食品、備件等物資。

3. 運輸駁船 (Transport Barge)

功能：用于運輸大型結(jié)構(gòu)件(如變電站平臺、預(yù)制基礎(chǔ))到施工現(xiàn)場。這些駁船通常沒有自航能力，需要由拖輪拖帶。

4. 拋石船 (Rock Dumping Vessel)

功能：在需要對海纜或基礎(chǔ)進行防護，或?qū)４策M行平整時，會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