大副 吳林
2015年,揚遠公司派遣我到COSL任職,在COSL我學到了很多有關(guān)工程船的知識技能,愿與大家淺談分析。
一、海上鉆井平臺分為兩種:
(一)自升式鉆井平臺(Jack up rig):由平臺、樁腿和升降結(jié)構(gòu)組成,平臺能沿樁腿升降,一般無自航能力。工作時樁腿下放插入海底,平臺被抬起到離開海面的安全工作高度,并對樁腿進行預(yù)壓,以保證平臺遇到風暴時樁腿不致下陷,完井后平臺降到海面,拔出樁腿并全部提起,整個平臺浮于海面,由拖輪拖到新的井位。
(二)半潛式鉆井裝置(Semi-submersible drilling rig):一船情況下半潛式鉆井裝置由8個錨纜系泊,每個角兩根錨纜。
海上系泊與貨船系泊不同,有以下系泊方式:
1、懸鏈錨腿系泊浮筒(CALM buoy):4根或多根錨纜以相同的夾角系固,通常錨纜均有一定的懸垂度,船舶通過一根錨纜系在浮筒上隨風旋轉(zhuǎn)。
2、單錨腿系泊浮筒(SALM buoy):通過一根錨纜將浮筒系到海底的錨點上,此錨點重力式、打樁式皆可。
3、轉(zhuǎn)塔系泊系統(tǒng)(Turret mooring system):此系統(tǒng)常用在惡劣天氣下FPSO或FSO的系泊,使用多根錨纜接到轉(zhuǎn)臺上,FPSO或PSO在風流的作用下繞轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。
4、多點系泊系統(tǒng)(Spread mooring system):在海況較好的情況下用于FPSO和FSO的系泊,通常將錨纜直接連到船舶的船首和船尾。隨著海洋石油由淺海至深海的開發(fā),系泊系統(tǒng)也逐漸發(fā)生變化。水深越深錨鏈的懸垂長度也越長,錨鏈的重量也在相應(yīng)的增加,最后平臺將難以承受如此大的重量。為解決此問題,開始由單純的錨鏈系泊變成錨鏈與鋼纜的組合,把錨鏈鋪在海底,在其兩端接上鋼纜,其中一端接錨,另一端接平臺,在懸垂的地方換上鋼纜,相比錨鏈而言輕了一些。但在一些超深的水域鋼纜的重量也已超過平臺的承受能力,為解決此問題更先進的系泊技術(shù)出現(xiàn)了。將鋼纜換成合成纖維纜,區(qū)別在于錨纜有一定的懸垂度,并且在海底有一定的水平長度,為繃腿系泊系統(tǒng)(taut leg mooring system),其系泊錨纜與海底有一定的角度,它承受水平與垂直方向的分力。在懸垂錨腿系統(tǒng)中固定平臺的力來自錨纜懸垂度的改變,而在繃腿系泊系統(tǒng)中固定平臺的力來自合成纖維纜的彈性。同樣可以理解繃腿系泊系統(tǒng)中錨纜的半徑小于懸垂系泊系統(tǒng)。
二、海上油田拖輪有不同的種類:
在海上油田作業(yè)中常用拖輪的主要類型有:專業(yè)拋起錨拖輪AHT、三用拖輪AHTS、遠洋救助拖輪等。下面就每個類型拖輪的主要特性、適用性及局限性進行分析比較(注:其中所列船舶數(shù)據(jù)只是此類船型中較典型的船舶,實際中每條船差異很大)。
(一)專業(yè)拋起錨拖輪
AHT(北歐式)Anchor Handing Tug (North European design)
1、船舶數(shù)據(jù):船長45.7米,船寬13米,型深6.3米,吃水4.7米,功率9900 HP,系柱拖力120噸,拖纜1200m×64mm,側(cè)推2×600HP Boa Pride級9700馬力拋起錨拖輪(AHT)。
2、船舶特性:
(1)在惡劣天氣中有很好的適航性能、操縱性能、工作性能。
(2)配備兩個滾筒,能長時間連續(xù)工作。
(3)相對較低的干舷,易于抓取浮筒和拋起錨作業(yè)。
(4)船舷配有較大的碰墊,能在海上有風浪時進行傍拖作業(yè)。
(5)從拖帶作業(yè)轉(zhuǎn)到拋起錨作業(yè)不需增加額外設(shè)備。
(6)船尾部的設(shè)計可以使錨鏈及短索經(jīng)過船尾下方,而不會碰到舵、漿等設(shè)備。
(7)船首配有碰墊,能進行頂推作業(yè)。
3、船舶適用性:
(1)能為駁船及平臺進行拋起錨作業(yè),特別適用于駁船的高速拋起錨作業(yè)。
(2)良好的操縱性和大功率設(shè)計適用于惡劣天氣中受限水域的錨泊作業(yè)。
(3)特別適用于在海上為鋪管船、建臺駁船進行拖帶和裝卸貨作業(yè),因為此類拖輪可以最大限度地靠近駁船。
(4)能適用于強風、強流、水深250米以下的拋起錨作業(yè)。
4、船舶局限性:
(1)當進行拋起錨作業(yè)時,因其甲板面積較小,不能存放較大的錨和浮筒。
(2)因其錨鏈艙較小,不能存放平臺或駁船較多的錨鏈。
(3)在拋起錨作業(yè)中,當其作為“機動錨”時,因其功率較小,不能在強風、強流中保持住既定的船位。
(4)在深水(300米)或粘性底質(zhì)中沒有足夠的功率進行超長、超重錨鏈的拋起錨作業(yè)。
(5)滾筒較小不能存放較長的拋起錨短索。
(6)續(xù)航力受限,不能進行遠距離拖航。
(7)系柱拖力較小,在惡劣天氣中不能保證有足夠的拖力。
(二)專業(yè)拋起錨拖輪
AHT(美洲式)Anchor Handing Tug(American style)
1、船舶數(shù)據(jù):船長35米,船寬10.3米,型深5.64米,吃水4.4米,功率4500 HP,系柱拖力51噸,拖纜800m×58mm,側(cè)推1×400HP。
2、船舶特性:
(1)船寬與船長的比值大,船體吃水大,干舷小。
(2)大功率,船首配有較大碰墊。
(3)通常配有兩個滾筒,一個用于拖航,一個用于拋起錨。
(4)操縱性靈活。
(5)后甲板面積較小,尾滾筒只有歐式拋起錨拖輪的1/3長。
(6)有相對較大的上層建筑。
3、船舶適用性;
(1)特別適用于中等水深以內(nèi)的鋪管船及建臺駁船的拋起錨作業(yè)。
(2)其特性適合于為裝貨駁船提供服務(wù),能用頂推、傍拖、吊拖等方式使其就位。
(3)適合于自升式平臺的拖帶、就位,特別適合于在受限水域或油田內(nèi)部的拖帶、就位。
4、船舶局限性:
(1)低的干舷和開敞式尾甲板,使拖輪在中等海況下就很容易上浪,增加了甲板工作人員的危險性。
(2)低的干舷、較小的滾筒及尾甲板面積,即使在中等海況下,將較大的錨絞至甲板也是非常困難和危險的。
(3)較小的滾筒不能進行纏繞較長的錨短索。
(4)首推功率較小,使其在強流中的操縱性受限。
(5)尾甲板較小,不夠存放較多的拖航索具。
(6)功率較小不能從事水深超過90米的拋起錨作業(yè)。
(三)三用拖輪(AHTS—Anchor Handling Tug Supply vessel)主要用于為平臺提供拋起錨作業(yè)、移位、物資供應(yīng)、平臺護、救助等服務(wù)。
1、船舶數(shù)據(jù):船長74米,船寬16.4米,型深8.0米,吃水5.7米,甲板裝貨能力1300噸,功率13300 HP,系柱拖力150噸,拖纜1400m×72mm,側(cè)推3×1000HP。
2、船舶特性:
(1)船型尺寸、主甲板面積、主機功率、系柱拖力較大。
(2)配有多個側(cè)推及方位槳,具有良好的操縱性能,能適應(yīng)惡劣天氣作業(yè)。
(3)配有大功率和大尺寸的主拖纜機和工作拖纜機,以及帶有動力的備用滾筒,適合于深水作業(yè)。
(4)有較大的錨鏈艙(存儲本船以外的錨鏈用)。
(5)具有大面積的尾甲板,在拖輪連續(xù)拖航和拋起錨作業(yè)中,能將錨、浮筒及其他設(shè)備存放于甲板,且能進行相關(guān)操作。
(6)能存貯大量的淡水和燃油。
(7)甲板的設(shè)計能滿足許多特殊用途,如:安裝備用動力滾筒、吊車、“A”型架,并可進行ROV作業(yè)等。
3、船舶適用性:
(1)能滿足油田作業(yè)的大多要求:拖航、拋起錨、主甲板運輸雜貨,主甲板下面的甲板配有各種艙及罐,可以裝載各種固體散貨和液體貨。
(2)大面積甲板和大體積的錨鏈艙能為單點(單浮筒系泊SBM)進行拋錨作業(yè)。
(3)在深水中能利用大功率纜車為平臺拋起錨作業(yè)。
(4)良好的拖帶性能、續(xù)航力以及其超過130噸的系柱拖力,可以增加遠洋拖帶適用性。
(5)可以適用于一些特殊的拖帶及錨泊作業(yè),如:大型的重力基座平臺、張力腿平臺(TLP)等相似建筑的拖帶及就位。
(6)適用于多種情況下的海上救助。
(7)適用于鋪, 管船、建臺駁船的拋起錨作業(yè)。
4、船舶局限性:
(1)在鋪管船、建臺駁船的拋起錨作業(yè)中,相對于專業(yè)的拋起錨拖輪(AHT),船體較大限制了其操縱性,主、副拖纜機的收放速度也相對較慢。
(2)因其船首形狀限制,不能進行頂推作業(yè),也不太適用于傍拖(較小的碰墊、較寬的駕駛臺)。
(3)在載貨駁船的裝卸貨作業(yè)中(其周圍水域往往受限)顯得太大、太慢。
(4)因其系柱拖力很大,在普通拖帶中要特別注意被拖物的龍須纜、拖航受力點等拖航設(shè)施的安全負荷是否與拖輪的拖力匹配,防止發(fā)生意外。
(5)因其相對較小的吃水以及開敞的尾甲板設(shè)計,在深水惡劣天氣中,容易造成甲板上浪,從而損失部分拖力。