关于海上直升式平台拖航相关研究

关于海上直升式平台拖航相关研究
发布时间：2022-08-14T07:59:31.438Z 来源：《中国科技信息》2022年7期作者：王帆
[导读] 随着近海石油开发的不断发展以及海上清洁新能源风电项目的持续崛起，直升式平台的运用越来越广泛，王帆
中海油服船舶事业部湛江作业公司524057
摘要：
随着近海石油开发的不断发展以及海上清洁新能源风电项目的持续崛起，直升式平台的运用越来越广泛，如何将平台安全的湿拖至作业现场，具有重要的作用和意义。

关键词：
直升式平台拖带拖缆
0 前言：
海上直升式平台是移动式海上平台的一种，平台一般无动力装置，不能自航，要依靠具有拖带功能的船舶将其拖带到作业现场。

这种直升式平台桩腿高度达一百多米，重心高，受风面积大，阻力大，海上拖带速度慢，偏荡严重，给拖带增加一定难度，为保障平台拖航作业安全, 降低拖航作业风险，确保拖航作业的顺利进行，必须做好充分的准备工作。

1拖带前准备：
1.1选择满足要求的拖轮
下面以拖轮“南海222”和“国湛”平台为例
1)关于满足CCS《2011 海上拖航指南》4.1.5（3）要求的阻力计算
拖航总阻力按以下公式计算:
RT=0.7×(Rf+Rв)+Ra ……
式中:
Rf：平台的摩擦阻力,Rf=1.67A1v1.83×10-3, kN ;
Rв：平台的剩余阻力,Rв =0.147δA2v1.74+0.15V, kN ;
Ra：平台的风阻力,查阅平台的设计资料,单位为千牛( kN );
A1：；平台的水下湿表面面积,单位为平方米( m2 );
A2：浸水部分平台船中横剖面积,单位为平方米( m2 );
v ：拖航速度,单位为米每秒( m / s );
δ：方形系数。

“南海222”船系柱拖力158.2吨，发挥80%情况下输出拖力：80%×158.2=126.6吨，
静水中，拖速4节时：
根据“国湛平台”阻力曲线图（图1）查得其所受拖航阻力约为100KN,约10.2吨；
根据公式计算得主拖船所受总阻力约为56.4 KN，约5.8吨；
拖航总阻力为：10.2+5.8=16吨；
拖航总阻力16吨<126.6吨。

估算结论：本次拖航，静水中，“南海222” 吃水6.2米时，主机负荷发挥90%的情况下，“南海222”拖速可超过4节，符合CCS《2011 海上拖航指南》4.1.5.（3）的要求。

2).关于满足CCS《2011 海上拖航指南》1.4.15要求的阻力计算：
计算条件：顶风：20米/秒，顶流1节,有义波高5米，船舶具有确保拖带航向稳定的能力的阻力估算。

根据“国湛平台”拖航阻力曲线图（图2）查得其所受阻力约805 KN，约82.1吨；
根据公式计算得“南海222”船所受阻力约为170.5 KN，约为17.4吨；
拖航总阻力合计：82.65+17.39=100.04吨<126.6吨；
估算结论：本次拖航，在风速等于20米/秒（风从船艏来），船艏水流速度0.5米/秒，有义波高5米的情况下，“南海222” 船主机负荷发挥90%的情况下，“南海222”船拖带作业具有确保拖带航向稳定的能力，满足CCS《2011海上拖航指南》1.4.15要求。

1.2拖航前对拖轮和移动平台进行相关的检验包括但不限于以下项目1.
2.1拖轮
1）持有齐全有效符合航区要求的船舶证书
2）配备足够的持有效职务证书的船员
3）拖缆机的工作及制动情况
4）船体结构及水密封闭设施
5）主机，付机及各种重要泵浦技术状况
6）锚设备和舵设备
7）无线电通讯设备
8）救生消防设备
9）声光信号及拖带设备
10）烟雾信号和抛绳设备
11）应变布置表及拖行中的应急营救措施
12）本航拖航要求的燃油，淡水和伙食
13）拖航计划
1.2.2移动平台
1）船舶证书、图纸资料及操船手册
2）船体结构
3）主用及应急发电机
4）重要泵浦及与拖航有关的机电
5）救生、消防设备
6）救生艇、升降实验
7）消防设备配备
8）消防泵、应急消防泵启动实验
完成检验，满足拖航作业要求，取得中国船级社签发的“海上移动平台拖航检验报告”和“海上适拖证书”,并发布航行警告，现场各项准备工作就绪。

1.3航线设计
拖航的航线设计是拖航前准备的一项重要工作，航线的好坏直接影响到船舶海上安全和经济效益。

航线设计要以平台或拖船的最大吃水和拖缆的悬垂量为考虑重点，长距离拖航拖缆的悬垂量一般控制在拖带长度的6%，依据经验当海面平静时拖缆的悬垂量应不少于8米左右，当风浪较大时拖缆的悬垂量应不少于13米左右，富裕水深保证在最大吃水的20%以上。

详细研究所经海区的海图、航路指南、航标表和潮汐潮流表等相关航海图书资料以及海底管线图，查阅有关航海图书资料了解所经区域的水文、气象、危险障碍物、和各有关的规章，确定适当的的离岸距离和避离危险物的安全距离，关注航警信息是否有军事演习，是否休渔期，掌握最新的气象信息，以及天气可能对拖航过程中带来的影响。

2挂拖
平台采取的拖缆传递方式，应安全快速，并且容易被拖船所接受。

使用的拖缆引绳应轻便并具有较高的强度，足以安全地将拖缆牵引上主拖船甲板。

2.1直升式平台常用的接拖索具大致分为两种
2.1.1龙须链+三角板+过桥短链（图3）。

优势：结构强度大、不易磨损、耐腐蚀。

缺点：长度较短，接拖时安全距离较近，风浪大时增加一定的风险性（图4）。

2.1.2龙须缆+三角板+过桥钢缆（图5）。

优势：长度较长，接拖时安全距离大，海况较差时也能接拖（图6）。

缺点：易磨损、受腐蚀断丝。

2.2通过拖轮上绞车将平台的过桥短链（钢缆）拉至拖轮甲板尾部，利用液压柱和液压钳固定，用安全卸扣将其与拖轮的拖缆连接，插上匹配安全插销并固定（图7），防止拖带过程中，卸扣螺帽由于振荡振动脱落，造成主拖与被拖物连接中断。

2.3主拖缆应尽可能的用上钢缆保护套，保护套能有效的减少钢丝在拖带过程中磨损，降低断缆的风险，延长钢缆的使用寿命3起拖
接拖好以后，主拖船在平台船首慢慢放出拖缆至100-150米长度，这时需要缓慢增加张力，船速尽量不超过1节，防止速度过快，钢缆突然受力，造成钢缆损伤或者拉坏平台索具，当拖缆张力达到5-10吨左右，稳住船位等待平台提桩，平台桩靴完全离底以后慢慢加大张力放长主拖缆，控制拖缆张力在安全工作负荷以内，短距离拖带一般拖缆控制在200-300米左右，长距离可以放至500-600米。

4航渡
4.1严格遵守避碰规则，加强值班，及时采取有效的避让措施，确保拖航作业过程中的安全。

1）值班人员应时刻注意被拖物的情况，确认是否正常；2）在VHF16频道每小时播报拖带信息，提醒周边船只注意避让；3）在靠近海岸或浅水区域，应使拖船和被拖物以合适的速度进入安全水域，应注意防止拖缆拖海底，又要尽可能保持拖缆有适当的下垂量；
4）航渡中，应勤定位，保持船舶沿计划航线航行。

注意对渔船及渔网的正确避让，防止缠渔网、渔具，航至岛礁区注意陆标的正确辨认，掌握船位；
5）当到达转向点时，避免大角度转向，造成平台摆幅过大，应采取提前小角度多次转向回到计划航线，每次改向量宜控制在5o～15o；6）航经VTS区域时，按VTS的规定进行相关报告，并遵守其通航要求和有关限制规定；7）按时接收气象信息并做出分析，收到大风或台风警报，要认真分析天气形势、研究方案，制定抗风措施，组织实施；8）加强巡回检查，经常检查正在使用的机电设备，保证其转速、压力、温度、电压、电流、油位、水位正常，特别注意拖缆机的刹车系统和拖缆的磨损情况以及拖缆的张力，保证机器设备的正常运转。

4.2拖带航行中有哪些不利因素的影响以及如何克服1）由于被拖物惯性大，阻力大，当通过狭水道或者通航密度大，渔网密集区，应当缩短拖带长度，可以将拖缆收到100-150米左右，有利于船舶的操纵避让。

2）拖带过程中产生偏荡，在水深允许的条件下，可以通过平台压载增大吃水，调整吃水差，尾倾达到船长的0.5%-1%，被拖平台的航向稳定性会有所提高。

3）如遇到大风等恶劣天气影响，应选择有利的避风锚地进行临时插桩避风。

如没有合适的避风锚地，应在恶劣天气海况来临之前，将航向调整为顶风顶浪，减小相应拖力采取滞航。

5解拖
将平台拖到目的地以后，平台完成插桩，压载，并稳定以后可以解脱。

解拖时需要控制好船位，注意避免钢缆突然受力过大造成断缆伤人。

在收拖缆的过程中用淡水冲洗钢缆，减少海水对钢缆的腐蚀影响，检查钢丝磨损，断丝、变形和锈蚀情况，并涂上钢丝油保护钢缆，延长钢缆的使用寿命。

收缆的过程中对钢缆自检，如发现有影响安全的隐患时,立即停止使用或申请重新检验，出现以下几种情况，钢缆将禁止使用，需要将不符合要求的部分切除，或者掉头和更换新的钢缆。

1)一个捻距内（相当于8到10倍的钢丝绳直径），整根钢丝绳有 10%的断丝，或者某一股有5%的断丝??;
2)在5个捻距内达到20%的断丝;
3)在一根绳股上的断丝有超过外股钢丝总数的5%，或者集中断丝在某一处有超过外股的钢丝总数的5%;
4)当钢丝直径磨损并减少了钢丝原来直径的 7%;
一个捻距（图8）是指绳股绕绳芯螺旋一周时所移动的距离，也就是沿着绳芯长度方向上，绳股数所占有的距离。

6结束语：海上拖带过程中存在较大的风险，往往会遇到许多突发情况，以上是作者在工作中遇到问题的一点归纳和总结，随着海上能源的发展，拖航需求量的增大，无一不要求我们不断完善保障作业安全措施，所以在拖带之前一定要制定好拖航计划，做好风险评估和应急预案，以良好的船艺和谨慎的工作态度，才能保证拖航作业的安全。

参考文献：
[1]〈〈船舶操纵与避碰〉〉.
[2]〈〈航海学与气象〉〉.
[3]〈〈国际海上人命安全公约(International Convention for Safety of Life at Sea 简称 SOLAS) （1974）〉〉.
[4]〈〈海员培训、发证和值班标准国际公约（International Convention on Standards of Training,Certification and Watchkeeping for Seafarers简称STCW公约〉〉.
[5]中国船级社《海上拖航指南》.
[6]《钻井平台拖航与就位作业规范》（SY-T 10035-2019）.
[7]中国海事局《海上拖航法定检验技术规则》(2020) China MSA < Technical Regulations for the Statutory Surveys of Towage at Sea >.
[8]《JT⁄T 1364-2020 海上平台拖航技术要求》交通运输部
[9]《钻井平台拖航和就位作业规范》SY/T 10035-2019国家能源局
[10]GB8918-2006重要用途钢丝绳 Steel wire ropes for important purpous .。