专利简报1

波浪补偿技术起源于美国，全球首套主动式波浪补偿系统于1970年正式投用。近二十年来，依托计算机与控制技术的迭代升级，系统补偿灵敏度、精度实现跨越式提升，各类补偿装置在全球海洋工程领域规模化应用。以Huisman、NOV、KenzFigee、Ampelmann、TTS、MacGregor、Bosch Rexroth等为代表的海外企业深耕多年，技术积淀深厚，产品体系成熟，长期占据全球主流市场。

受制于技术难度高、工业基础薄弱、研发起步偏晚等因素，早期国产波浪补偿装备长期处于空白状态，鲜有成熟产品落地。近年来，在振华重工、中国海工、上海交通大学等产学研单位的持续攻坚下，我国已成功突破核心技术瓶颈，逐步搭建起具备自主知识产权的波浪补偿装备体系，部分国产产品性能比肩国际水准，已具备参与全球市场竞争的实力。

Huisman主动波浪补偿起重机

豪氏威马（Huisman）自1985年起便开始设计制造升沉补偿系统，拥有丰富的应用经验。目前，豪氏威马提供三种主流的主动升沉补偿技术方案：二次控制液压绞车、变频控制电动绞车以及液压缸补偿系统。其中，液压缸系统还可实现被动升沉补偿，或主动与被动的组合补偿模式。该公司近年来批量交付的250吨折臂式起重机，其深水主、辅吊钩均配备主动补偿系统，最大跨距可达36米，并可以向船舶电网回馈能源。针对超深水作业场景，豪氏威马的海上桅杆式起重机（OMC）同样可选配主/被动波浪补偿系统，支持在5000米的水深环境下实现高效、精确的吊装。

图片来源：掌上风电

图1 豪氏威马250吨折臂式起重机

NOV主动升沉补偿钻井绞车

美国NOV（National Oilwell Varco）公司的主动升沉补偿钻井绞车（Active Heave Drilling Drawworks, AHD），在补偿精度、钢丝绳寿命提升、可用负载范围及钻机安全性方面树立了行业标准。该系列绞车将主动升沉补偿功能直接集成于钻井绞车本体，消除了对顶部天车补偿器的需求，从而显著简化井架结构并降低维护点。该系统以交流电机驱动与能量再生技术为核心，可将制动能量高效回馈至电网，从而大幅提升能效、降低运营成本。凭借卓越的主动升沉补偿能力，AHD系列能够在比传统绞车更恶劣的海况下维持安全、连续的钻井作业，有效延长了恶劣海况下的作业窗口期。目前该系列已形成完整的型谱，可覆盖从浅海到超深水的多种作业需求。其中，AHD-1700型最大钩载达1700吨，专为深水及超深水等极端海洋环境设计。

图片来源：NOV

图2 NOV主动升沉补偿钻井绞车

KenzFigee公司3D主动运动补偿舷梯

荷兰海上风电重型装备科技龙头企业KenzFigee公司的波浪补偿技术主要体现在其3D主动运动补偿舷梯和主动升沉补偿起重机上。其3D主动运动补偿舷梯（3D Active Motion Compensated Gangway）通过电液控制技术，实时抵消船体运动，在回转、变幅和伸缩三个核心动作上实现主动补偿。其核心优势在于集成补偿技术和高度操作灵活性。系统具备1,000公斤货物转运能力，工作半径范围16.2米至26.2米，并可通过滑环实现无限回转。设备采用双备份动力单元（2x100%）和冗余PLC控制系统，确保关键作业可靠性。独特的X型基座设计优化了受力路径，释放了甲板空间。在中国市场，已装备中交海峰“海峰3001”号多功能风电运维母船。

图片来源：KenzFigee

图3 KenzFigee W2W AMC舷梯

Ampelmann六自由度波浪补偿舷梯

荷兰Ampelmann公司自2007年完成六自由度波浪补偿原型机“演示者”的陆海测试后，开发出多种型号的补偿平台，广泛应用于海上风电、石油天然气等行业。其代表性产品包括A型舷梯系统和E5000型全运动补偿系统。A型舷梯具备完全的六自由度运动补偿功能，能在高达3米海况下，于5分钟内安全转移20人至固定或漂浮设施。E5000型则是集人员转移与货物起重于一体的全运动补偿系统，基于成熟的E型技术开发，可在高达4.5米有义波高的海况下进行全运动补偿作业。该系统具备4.6吨的货物起重能力，并能在人员与货物模式间1分钟内完成切换，最大化作业效率，显著延长作业窗口期。

图片来源：Ampelmann

图4 Ampelmann公司E5000型全运动补偿系统

振华重工主动波浪补偿栈桥

振华重工深耕波浪补偿装备国产化攻关，打破国外技术垄断，打造出主动波浪补偿栈桥，该栈桥搭载自主研发的高精度补偿控制算法，具备顶靠、悬停双模式搭接能力，适配复杂海况下人员与物资安全转运。核心产品搭载于“至诚60”号风电运维母船，已稳定运行超450天，累计完成1300余次精准安全搭接、转运人员超3500人次，4级海况下依旧保持优异作业性能；产品最大伸距25米，斩获DNV船级社权威认证，可靠性与安全性达到国际标准。目前，振华重工已推出30米加长升级型号，并加速布局全电力驱动新一代方案，持续提升产品适配性与绿色能效。

图片来源：振华设计研究总院

图5 振华重工主动波浪补偿栈桥

“深海祥云”智能栈桥

中国海洋工程装备技术发展有限公司（中国海工）联合宝鸡石油机械有限责任公司（宝石机械）聚焦海上运维装备国产化替代，联手研发“深海祥云”26米智能型主动波浪补偿栈桥。该产品搭载首套国产化高精度运动传感单元（MRU），彻底打破国外技术垄断，解决高端传感部件“卡脖子”问题；可在5级海况下实现与风机桩稳定搭接；拥有双搭接模式、冗余设计；甲板占用面积仅9平方米。获中国船级社（CCS）和美国船级社（ABS）双重认证。

图片来源：中国船舶报

图6 “深海祥云”智能栈桥

润邦股份深海起重机

润邦股份联合南京理工大学，共同承担江苏省科技成果转化专项项目，发力深海起重波浪补偿技术国产化落地。该款深海起重机实现250吨额定起重能力、3000米吊钩下潜深度、35米最大作业半径，搭载自研高精度、低能耗波浪补偿系统，兼顾作业效率与能耗控制。目前该产品已实现批量持续销售，标志着国产高精度波浪补偿技术成功完成从实验室研发到产业化落地的关键跨越。

图片来源：东方财富网

图7 面向深海作业的超大型智能化折臂式起重机

上海交大长兴海洋实验室九自由度波浪补偿栈桥

上海交通大学长兴海洋实验室聚焦深远海重载补偿技术空白，自主研发九自由度波浪运动补偿栈桥装备，核心技术取得突破性进展。其核心子系统“20吨负载六自由度波浪补偿平台”已完成南海实地海试，该平台采用全电驱动架构+智能自适应控制算法，在4级海况下补偿效果稳定保持在95%以上，实现高精度、高稳定性的重载姿态管控。此次海试成功，填补了国内九自由度波浪补偿技术空白，为我国深远海重载作业、海上过驳转运等场景提供了核心技术支撑。

图片来源：长兴海洋实验室

图8 九自由度波浪补偿栈桥

北京千尧科技海上风电运维登乘廊桥

作为国内较早布局波浪补偿登乘装备的民营企业，北京千尧科技深耕海上风电运维场景，推出国内首台“海上风电运维登乘廊桥”，独立研发自适应波浪补偿算法、液压驱动控制模块及电气监测系统，打破国外技术垄断。已形成GWA、GWP、GWT系列多种型号，分别针对1.5米、2.0米、3.5米及以下波高海况，适配35米以上船长、自升式风电安装船等不同船型，涵盖主动式、混动式运动补偿功能，在江苏、福建、浙江等海域实现应用。

图片来源：千尧科技

图9 海上风电运维登乘廊桥

上海海事大学相关研究成果