大型海洋鉆井平臺(tái)港口拖帶方案研究

摘 要：本文在分析煙臺(tái)港通航環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，從拖帶方式、拖航力計(jì)算、拖帶航行條件等方面提出了制定大型海洋鉆井平臺(tái)進(jìn)出煙臺(tái)港拖帶方案的方法和建議，并提出了相應(yīng)的大型海洋鉆井平臺(tái)拖帶航行安全保障措施。

關(guān)鍵詞：海洋鉆井平臺(tái) 拖帶方案 拖航力

煙臺(tái)是我國首批對(duì)外開放的沿海城市之一，是21世紀(jì)中國重點(diǎn)開發(fā)的環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)的重要生長點(diǎn)。煙臺(tái)來福士海洋工程有限公司位于煙臺(tái)市芝罘島南側(cè)海濱，煙臺(tái)芝罘灣內(nèi)，產(chǎn)品主要為各種海洋工程項(xiàng)目，包括大型海洋鉆井平臺(tái)。為滿足煙臺(tái)來福士海洋工程有限公司大型鉆井平臺(tái)的試航和出運(yùn)需要，需要制定科學(xué)合理的進(jìn)出港拖帶方案，以保障大型海洋鉆井平臺(tái)進(jìn)出港航行安全。

煙臺(tái)港通航環(huán)境概況

1、港口概況

煙臺(tái)港芝罘灣港區(qū)位于山東半島北岸的芝罘灣內(nèi)，碼頭設(shè)施主要分布在芝罘灣的北、西、南側(cè)。芝罘灣北側(cè)建有中油碼頭、漁業(yè)公司油碼頭、東口碼頭、萊佛士船業(yè)有限公司碼頭及干船塢、北海救助局與煙臺(tái)打撈局碼頭；芝罘灣西側(cè)建有煙臺(tái)海事局工作船碼頭、中交煙臺(tái)環(huán)保疏浚有限公司碼頭、三期工程新建汽車輪渡碼頭、火車輪渡碼頭、集裝箱碼頭；芝罘灣南及西南側(cè)為軍用碼頭、水產(chǎn)碼頭、漁業(yè)公司碼頭、煙臺(tái)港務(wù)集團(tuán)碼頭、郵政碼頭、糧油碼頭。

2、航道概況

煙臺(tái)港共有2條進(jìn)出港水道：北水道和東水道，航道主要有東港區(qū)主航道（南航道）、西港池主航道（北航道）、三期工程主航道（西航道）和火車輪渡航道。

北水道位于芝罘島東端的小山子與擔(dān)子島西方的大礁石之間，寬約1.6海里，至東阻浪堤長約3海里，水深-6～-20米，是船舶進(jìn)出煙臺(tái)港的主要水道。東水道位于崆峒島西南方向的沙尾燈浮標(biāo)與魚臺(tái)咀之間，寬約2.5海里，至東阻浪堤長約4海里，水深-6 ～- 8米，泥沙、泥及細(xì)沙底。

東港區(qū)主航道長3000米，分內(nèi)航道和外航道。外航道長為2500米，底寬100米，水深-8.7米，內(nèi)航道長500米，底寬90米，設(shè)計(jì)水深-8.7米，航道走向280°，泥沙底質(zhì)。西港池主航道長3800米，底寬1800米，設(shè)計(jì)水深-17米，航道走向248°，泥沙底質(zhì)。

三期工程主航道位于25#燈浮向西方向至44#燈浮標(biāo)，長2800米，底寬180米，水深-17米，航道走向277°57′。在23# ～ 25#燈浮標(biāo)之間，設(shè)有底邊長1200米，寬300米的船舶轉(zhuǎn)向區(qū)。

火車輪渡航道位于煙臺(tái)港打撈局突堤碼頭端部的東南側(cè)，長約2900米，底寬60米，設(shè)計(jì)水深-6.0米，航道走向330°，泥沙底。

拖輪配置與拖帶方案分析

1、拖帶方式的確定

拖帶大型海洋鉆井平臺(tái)時(shí)，為同時(shí)解決推進(jìn)、制動(dòng)、保向和變向等問題，需要將多艘拖輪按所需拖帶方式予以組合。根據(jù)大型海洋鉆井平臺(tái)拖帶作業(yè)的特點(diǎn)以及進(jìn)出港所航經(jīng)航道的情況，建議港內(nèi)拖帶作業(yè)采用吊拖+旁拖的組合拖帶方式。

港內(nèi)拖帶方案，需配備主拖輪一條、副拖輪五條。主拖輪采用吊拖方式主要為被拖船提供動(dòng)力，用一條大馬力拖輪在船首吊拖，以發(fā)揮拖輪的有效拖力，并起到了望的作用，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，還可視現(xiàn)場情況采取不同的作業(yè)方式，當(dāng)能見度不良時(shí)，還需派專人到主拖帶船舶的船頭進(jìn)行了望，并與其它拖輪隨時(shí)保持聯(lián)系；尾部吊拖拖輪主要用于協(xié)助主拖輪調(diào)整被拖平臺(tái)的航向，保證被拖平臺(tái)在正確的計(jì)劃航線上；旁拖拖輪將其系靠在被拖平臺(tái)的左舷和右舷，主要為被拖平臺(tái)輔助調(diào)整航向，并在被拖平臺(tái)偏離航道時(shí)及時(shí)糾正船位。若使被拖平臺(tái)大角度向左轉(zhuǎn)向，可使靠在右舷的拖輪進(jìn)車，左舷的拖輪保持待命狀態(tài)；若使被拖平臺(tái)大角度向右轉(zhuǎn)向，可使靠在左舷的拖輪進(jìn)車，右舷的拖輪保持待命狀態(tài)。在調(diào)整好航向后，左右舷同時(shí)進(jìn)車，開始拖帶航行。

該方案主要適用于港內(nèi)拖帶作業(yè)，航向控制相對(duì)簡單，但該拖帶方式受氣象條件的影響較大，尤其涌浪對(duì)拖帶作業(yè)的影響，常會(huì)使兩側(cè)拖輪與被拖平臺(tái)發(fā)生碰撞，不利于拖帶作業(yè)的安全。

圖1 港內(nèi)拖帶方式

2、拖航力計(jì)算

拖航力的計(jì)算應(yīng)包括被拖平臺(tái)阻力、拖輪阻力和風(fēng)流對(duì)船舶的作用力3部分，其計(jì)算方法分別如下。

2.1被拖平臺(tái)阻力計(jì)算

根據(jù)1997年《海上拖航指南》，海上拖航的總阻力可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

∑R=1.15[Rf+RB+（Rft+RBt）] （kN）

被拖船或被拖物的阻力按如下近似方法確定：

2.2拖輪阻力計(jì)算

在實(shí)際拖航作業(yè)中，將使用數(shù)艘拖輪，由于拖輪的船型基本相似，阻力也基本相似。一般可以使用拖輪設(shè)計(jì)資料來確定拖輪阻力，如無資料也可按被拖船（平臺(tái)）的公式近似計(jì)算。

2.3風(fēng)流對(duì)船舶的作用力

橫向風(fēng)流作用力：

縱向風(fēng)流作用力：

拖帶方案的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果確定拖輪的配置方案，同時(shí)建議在有條件的情況下，應(yīng)配備足夠的富余馬力拖輪，以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件或遇到惡劣自然環(huán)境時(shí)，保證拖帶作業(yè)的正常進(jìn)行。

3、拖帶航行條件

根據(jù)通航環(huán)境、以及附近水域相關(guān)管理規(guī)定，對(duì)大型海洋鉆井平臺(tái)拖帶作業(yè)條件作如下建議：①風(fēng)速：拖帶作業(yè)的風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為實(shí)測風(fēng)速4級(jí)及以下；②時(shí)間：拖帶作業(yè)應(yīng)在白天進(jìn)行；③能見度：開闊程度較高的航道，拖帶作業(yè)的能見度標(biāo)準(zhǔn)為1nmile；④潮流：應(yīng)盡量避免在急漲、急落潮時(shí)拖帶進(jìn)出港，注意流壓的影響，及時(shí)調(diào)整風(fēng)、流壓差，保證船位在正確的計(jì)劃航線上；⑤波浪：拖帶作業(yè)應(yīng)在浪高1.0m以下進(jìn)行拖帶作業(yè)；⑥所有參與拖航工作的拖輪及工作人員應(yīng)具備相應(yīng)的資質(zhì)。

海洋鉆井平臺(tái)拖帶航行安全保障措施

1、拖帶作業(yè)要求

1.1拖航要求

所有參與拖航工作的拖輪及工作人員嚴(yán)格執(zhí)行各部門指揮所下達(dá)的各項(xiàng)指令，如有問題，在執(zhí)行指令的同時(shí)上報(bào)總指揮協(xié)調(diào)，不得終止工作。平臺(tái)方負(fù)責(zé)護(hù)航船及拖輪的帶纜。在港內(nèi)拖帶過程中，應(yīng)制定專人時(shí)刻檢查船位；在海上拖航過程中，平臺(tái)方指派專人每30分鐘定位一次，引航員復(fù)核。

通信聯(lián)系：所有相關(guān)單位及人員13頻道，16頻道上守聽。

平臺(tái)進(jìn)入航線后，主拖輪放拖纜到規(guī)定長度后加速，轉(zhuǎn)入正常航行。主拖輪負(fù)責(zé)航行中的避讓、航向的修正，確保平臺(tái)沿計(jì)劃航線行駛。主拖輪用VHF隨時(shí)向平臺(tái)報(bào)告船位、主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、螺距及拖纜情況。拖航過程中，應(yīng)使用可以承受足夠拖力的拖纜，并配備足夠的應(yīng)急拖纜。拖航過程中使用的龍須纜、龍須連、三角板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度承受拖帶應(yīng)力，并應(yīng)設(shè)置合適的拖力點(diǎn)，保證平臺(tái)設(shè)施和拖帶安全。

1.2作業(yè)要求

平臺(tái)拖航前必須按中華人民共和國船舶檢驗(yàn)局關(guān)于《海船拖航檢查須知》第二章的規(guī)定做好拖航前準(zhǔn)備工作。平臺(tái)在獲得船檢局《平臺(tái)適拖證書》后方能起拖。拖輪必須具備有效的適航證書并備好拖航繩索工具才能參加拖航作業(yè)。拖輪必須設(shè)備完好，具備良好的定位設(shè)備，以保證拖航中的正確航線。平臺(tái)作業(yè)必須按照操作手冊的規(guī)定進(jìn)行。

2、航道內(nèi)拖帶注意事項(xiàng)

因在港內(nèi)作業(yè)，水域比較狹窄，作業(yè)船舶尤其是瞭望人員應(yīng)精力集中，保持高度的警惕，遇有情況應(yīng)提前通知主副拖輪，采取必要的措施，以防止出現(xiàn)緊迫局面。指揮人員應(yīng)和交通指揮中心保持密切的聯(lián)系，隨時(shí)掌握港內(nèi)動(dòng)態(tài)。

應(yīng)用各種手段勤測船位，保證船位在準(zhǔn)確的計(jì)劃航線上。進(jìn)出航道應(yīng)保持在航道的上流、上風(fēng)航行，并注意控制航速。

應(yīng)充分考慮風(fēng)、流的影響，防止平臺(tái)被壓近其他船舶、燈浮或其他水上建筑物；當(dāng)自然條件不足以滿足拖帶作業(yè)的要求時(shí)，應(yīng)禁止進(jìn)行拖帶作業(yè)。

平臺(tái)在拖帶航行過程中應(yīng)準(zhǔn)確定位，以防平臺(tái)偏離航線而導(dǎo)致擱淺、觸碰等海損事故。嚴(yán)格遵守拖帶作業(yè)的限速規(guī)定，以安全航速航行。

3、拖帶航行保障措施

嚴(yán)格遵守相關(guān)的通航管理規(guī)定，這是保障航行、停泊和作業(yè)安全的前提。建議在實(shí)測風(fēng)力大于4級(jí)時(shí)，應(yīng)禁止在航道內(nèi)進(jìn)行拖帶作業(yè)。

盡量避免在急漲、急落潮時(shí)進(jìn)出港。航向與流向夾角較大，通過時(shí)特別注意流壓的影響，及時(shí)調(diào)整風(fēng)、流壓差，保證船位在正確的計(jì)劃航線上，以確保航行安全。

考慮到拖帶作業(yè)的特殊性，應(yīng)禁止乘潮進(jìn)行拖帶作業(yè)。進(jìn)出港航道應(yīng)具備完善的助航、導(dǎo)航設(shè)施和設(shè)備。能見度不良，嚴(yán)重影響航行安全時(shí)，禁止進(jìn)行拖帶作業(yè)。

結(jié)論

制定科學(xué)合理的進(jìn)出港拖帶方案是保障大型海洋鉆井平臺(tái)進(jìn)出港安全航行的關(guān)鍵，本文在分析煙臺(tái)港通航環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，從拖帶方式、拖航力計(jì)算、拖帶航行條件等方面提出了制定大型海洋鉆井平臺(tái)進(jìn)出煙臺(tái)港拖帶方案的方法和建議，并提出了相應(yīng)的大型海洋鉆井平臺(tái)拖帶航行安全保障措施。

（作者單位：龍口港引航分站）