淺談南太平洋南美沿岸超大型浮吊DP的實(shí)際使用

湯洪流

摘 要：海上大型浮吊在作業(yè)時(shí)必須精確定住船位，傳統(tǒng)方式就是靠錨泊系統(tǒng)的機(jī)械定位。但是，在深海作業(yè)時(shí)無法滿足要求且在操作時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和大型變頻電機(jī)的研發(fā)成功，出現(xiàn)了一種新型定位系統(tǒng)——?jiǎng)恿Χㄎ幌到y(tǒng)（DP）。在此詳細(xì)闡述DP在大型浮吊上的正確應(yīng)用和在復(fù)雜環(huán)境下的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力定位；孤立波；大型浮吊

自20世紀(jì)70年代起，動(dòng)力定位系統(tǒng)逐漸發(fā)展起來，被廣泛應(yīng)用于海洋工程船舶、水下作業(yè)、海上科學(xué)考察等領(lǐng)域。近些年，其定位能力和便捷適用性得到大力提升，從DP1到DP3，越來越被廣大海洋工程船舶所有人所接受。但是，受人為操作或自然外界因素影響，造成DP失位，海上事故時(shí)有發(fā)生。這就對(duì)DP操作人員（DPO）和DP 維保人員（DPM）專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)提出很高的要求，要求熟悉DP系統(tǒng)的性能以及FMEA等，在遇到不同的緊急情況時(shí)能泰然處之。

我有幸在全球最大的單臂全旋回轉(zhuǎn)重吊船“振華30”輪上工作。該船長(zhǎng)299.5m，寬58m，型深28m，單臂固定吊為12 000t，全回轉(zhuǎn)7 000t，是由一艘260 000t油船改裝而成的。“振華30” 輪配備了先進(jìn)的K-POS22 DP系統(tǒng)，于2018年1—2月份在南太平洋秘魯北部沿岸水域吊裝一個(gè)海上固定式鉆井平臺(tái)。秘魯北部沿岸不僅盛產(chǎn)石油，水文狀況也極其復(fù)雜。在此季節(jié)，南太平洋赤道流和南部過來的冷流交匯于此，還有潮汐引起的漲落潮流，經(jīng)常是三四股流交織在一起，流速、流向變化莫測(cè)，還受到海工作業(yè)時(shí)長(zhǎng)涌和孤立波等影響，且長(zhǎng)涌有2股，方向也不一致?！罢袢A30”輪排水量200 000t，仍然在不停地?fù)u擺，對(duì)安全施工造成困擾。下面和大家探討在復(fù)雜環(huán)境中如何操縱DP。

1 孤立波（SOLITARY）的影響

孤立波主要發(fā)生在淺水中，在我國(guó)南海海域經(jīng)常會(huì)發(fā)生，特別是夏季，而在秘魯水域以前沒有遇到過。在項(xiàng)目組提供的水文資料中，也沒有提及孤立波的存在。這種波對(duì)于DP船船位控制影響巨大，尤其是對(duì)于近平臺(tái)側(cè)的起重作業(yè)，稍不留神就會(huì)造成船舶失位，進(jìn)而危及平臺(tái)安全。我們組織DPO和相關(guān)人員研究，經(jīng)過周密計(jì)算和討論，制定出一套應(yīng)對(duì)孤立波影響的措施：

（1）我們的DP操作人員要充分了解本船DP特性，如DP 的CAPACITY PLOT，MEDIAN TEST，F(xiàn)MEA等基本性能。如圖1、圖2所示。

（2）制定好船舶就位時(shí)相對(duì)于導(dǎo)管架平臺(tái)的位置，緊急撤離路線、程序，以及DP能力的臨界狀態(tài)，也就是說達(dá)到此狀態(tài)時(shí)需馬上啟動(dòng)撤離程序，轉(zhuǎn)移到安全水域待命，等流速下降到臨界速度以下，再返回施工。

（3）將船位一直擺在平臺(tái)的下流側(cè)，即BLOW-OFF位置。如果因?yàn)榱鞯挠绊?，造成船舶失位，那么，船舶?huì)在流的作用下漂移，越來越遠(yuǎn)離平臺(tái)。

（4）做好記錄，總結(jié)孤立波來向和強(qiáng)度，安排測(cè)量船在孤立波來向大概20海里左右測(cè)量流速，如遇孤立波，及時(shí)預(yù)警，以便我們及早采取應(yīng)對(duì)措施。

（5）DPO 和DPM 24小時(shí)在各自崗位值守，提前根據(jù)本次吊裝任務(wù)，檢查和設(shè)定好DP各參數(shù)，在實(shí)際操作中嚴(yán)格按照操作規(guī)程，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)靈活運(yùn)用DP系統(tǒng)。

（6）如想選擇某個(gè)參照系統(tǒng)，正常情況下，只需要點(diǎn)擊操作臺(tái)上的按鈕即可，但是對(duì)于近平臺(tái)的作業(yè)，必須在菜單項(xiàng)中先選“MONITOR”，當(dāng)信號(hào)穩(wěn)定后，再選擇進(jìn)入DP系統(tǒng)。在DP操作系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際情況，使用“QUICK MODEL“功能，此功能的作用就是縮短刷新DP模型時(shí)間，負(fù)面影響就是數(shù)學(xué)模型沒那么準(zhǔn)確，所以說，不是一有孤立波就用“QUICK MODEL”，而是要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選擇使用“QUICK MODE”的時(shí)機(jī)。

（7）DP值班人員發(fā)現(xiàn)任何不利苗頭，馬上采取措施，包括通知相關(guān)人員組織搶修，如情況需要，果斷地將DP轉(zhuǎn)換成Joy-stick模式等，準(zhǔn)備撤離現(xiàn)場(chǎng)，確保安全。

2 DGPS信號(hào)經(jīng)常丟失影響

在船舶實(shí)操期間，我們一共使用了3種定位系統(tǒng)，分別是DGPS，TAUTWIRE，RADIUS。其中DGPS信號(hào)多次丟失，特別是在晚上。開始，我們認(rèn)為是在赤道地區(qū)，受到太陽(yáng)黑子等影響，信號(hào)不穩(wěn)定，后來經(jīng)反復(fù)檢查設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)是有鳥落在DGPS天線上休息，導(dǎo)致信號(hào)被遮擋。我們安排人員用聲光等驅(qū)鳥，要求操作人員一旦發(fā)現(xiàn)DGPS信號(hào)跳躍，立刻取消掉，選擇其他值得信賴的參照系統(tǒng)，防止船位丟失。參照系統(tǒng)顯示界面如圖3所示。

在操作過程中，另外一套位置參考系統(tǒng)“TAUTWIRE”曾經(jīng)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定的情況，主要是漁網(wǎng)和魚線等纏繞“TAUTWIRE”鋼絲，在有流和人力拽拉時(shí)，導(dǎo)致信號(hào)跳躍。我們及時(shí)安排人員定期巡視“TAUTWIRE”，發(fā)現(xiàn)有漁網(wǎng)纏繞時(shí)，馬上安排清理，并通知在駕駛臺(tái)的DPO；教育船員及施工人員在項(xiàng)目進(jìn)行期間，嚴(yán)禁釣魚。

3 大潮汛及怪流的影響

作業(yè)區(qū)域不僅有孤立波影響，在1月下旬，作業(yè)區(qū)域曾受到大潮汛影響，DP系統(tǒng)顯示的流速最大達(dá)到4.2kn，船舶推進(jìn)器負(fù)荷達(dá)到80%，發(fā)電機(jī)6臺(tái)在線，總負(fù)荷使用情況達(dá)到60%。對(duì)于近平臺(tái)作業(yè)，這是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)榇蟪毖从袧q落潮之分，一旦流向發(fā)生變化，船舶就會(huì)處于BLOW-ON位置，如果推進(jìn)器發(fā)生故障或發(fā)電機(jī)跳電，很有可能造成船舶失位，流會(huì)推動(dòng)船舶向平臺(tái)漂移，后果不堪設(shè)想。針對(duì)這種情況，我們?cè)诓扇?yīng)對(duì)孤立波措施基礎(chǔ)上，還制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)推進(jìn)器負(fù)荷達(dá)到60%，流速還有上漲的趨勢(shì)，馬上通知項(xiàng)目總指揮，要求各方準(zhǔn)備撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)移到安全水域，等強(qiáng)流過后再移返回施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。要求各相關(guān)施工單位建立撤離應(yīng)急預(yù)案，縮短反應(yīng)時(shí)間。其間，船舶因?yàn)閺?qiáng)流撤離過幾次，有一次當(dāng)我們撤離到安全位置后，流速再次增強(qiáng)，后面6臺(tái)推進(jìn)器達(dá)到80%負(fù)荷，推進(jìn)器的THR BAR變黃，DP系統(tǒng)預(yù)警；前面6臺(tái)達(dá)到60%負(fù)荷，船舶左右晃動(dòng)范圍達(dá)幾米，因及時(shí)撤離，保證了船舶的安全。秘魯水域的流比較怪，船舶在打樁時(shí)不能移動(dòng)，導(dǎo)管架固定在船舶的左舷，流向經(jīng)常會(huì)變，變化方向從船舶左后到右后，如從左后來，對(duì)船舶是安全的；從右后來，對(duì)于船舶就比較危險(xiǎn)。針對(duì)這種情況，我們采取應(yīng)對(duì)措施。

（1）要求DP值班人員加強(qiáng)值班，密切注意流向流速變化。

（2）當(dāng)流向轉(zhuǎn)至不利安全的時(shí)候，立即通知相關(guān)作業(yè)方做好撤離準(zhǔn)備。

（3）經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算，當(dāng)流轉(zhuǎn)到從右正橫（平臺(tái)在船舶左側(cè)）過來時(shí)，推進(jìn)器負(fù)荷達(dá)到40%，我們就撤離，避免流速繼續(xù)增大想撤都撤不走的尷尬局面。

4 關(guān)鍵性設(shè)備使用注意事項(xiàng)

影響船舶動(dòng)力定位的主要設(shè)備和裝置，可以簡(jiǎn)單地理解為發(fā)電機(jī)和推進(jìn)器。要保證這些設(shè)備在施工過程中正常使用和遇到故障時(shí)被及時(shí)修復(fù)，需要注意如下幾個(gè)方面：

（1）船上需配備足夠的有經(jīng)驗(yàn)的DPM和DPO，在DP系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)識(shí)別并消除故障，盡早恢復(fù)施工，減少損失。

（2）施工前，安排對(duì)DP設(shè)備和系統(tǒng)徹底保養(yǎng)、檢查，確保工程期間設(shè)備正常運(yùn)行。

（3）施工期間，安排DPO和DPM現(xiàn)場(chǎng)值守，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。

（4）備妥檢修工具和備件，遇故障時(shí)，能減少尋找工具和備件的時(shí)間。

（5）樹立正確的DP使用理念，不能只為了降低成本而忽略安全。我們?cè)诠こ涕_始前得知，有部分DPO和DPM認(rèn)為在施工作業(yè)過程當(dāng)中，發(fā)電機(jī)夠用就行，將所有發(fā)電機(jī)備妥，需要幾臺(tái)就開幾臺(tái)，其他設(shè)定為自動(dòng)啟動(dòng)，即如果負(fù)荷達(dá)到或超過總額的80%時(shí)，其余發(fā)電機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。對(duì)于這種觀點(diǎn)，我們當(dāng)場(chǎng)給予糾正，讓他們明白DP船有個(gè)冗余度的概念，提供的電力也好，推力也好，必須是“綽綽有余”的。如果發(fā)電機(jī)功率不夠，那么推進(jìn)器就會(huì)限制功率，后果就是明明系統(tǒng)要求推進(jìn)器給出50t推力，結(jié)果推進(jìn)器只能給20t，導(dǎo)致船舶失位。對(duì)于發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，那是要發(fā)電機(jī)提供的功率達(dá)到總額的80%，并且持續(xù)十來秒，才能自動(dòng)啟動(dòng)，可能造成船舶失位而危及平臺(tái)和船舶。在近平臺(tái)作業(yè)的時(shí)候，我們一直保持4臺(tái)發(fā)電機(jī)在線，因?yàn)樵谂潆姲宓母拍町?dāng)中，是有分區(qū)設(shè)置的，DP系統(tǒng)認(rèn)為最好的發(fā)電機(jī)分配就是每個(gè)區(qū)的數(shù)量一致，即都是雙數(shù)，如果用3臺(tái)，就會(huì)出現(xiàn)符合分配不均勻的報(bào)警，所以在整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，DP使用人員一定要堅(jiān)持DP使用的正確方法，不受任何干擾。

（6）在更換發(fā)電機(jī)的過程當(dāng)中，不允許一臺(tái)上，同時(shí)一臺(tái)下。因?yàn)楫?dāng)時(shí)負(fù)荷如果很大，一臺(tái)上，一臺(tái)下，發(fā)電機(jī)的表現(xiàn)就是一個(gè)負(fù)荷逐漸增加，一個(gè)負(fù)荷逐漸減少，沒有穩(wěn)定下來，電路當(dāng)中存在回流，整個(gè)電力系統(tǒng)需要的負(fù)荷會(huì)比平時(shí)大很多，在高負(fù)荷下更明顯，船舶容易失位。

（7）DPO需要對(duì)本船的DP推進(jìn)器有一個(gè)充分了解，要清楚地明白，哪些推進(jìn)器是可以信賴的，哪些是要打上一個(gè)問號(hào)的。在負(fù)荷不太大的情況下，可以讓推進(jìn)器輪流“歇歇”，確保其性能穩(wěn)定，保障船舶的安全。

船舶操縱是一門實(shí)踐科學(xué)。有了DP證后，專業(yè)人員必須要上多類型和多型號(hào)的船舶進(jìn)行操作，培養(yǎng)全面素質(zhì)，確保DP功能在實(shí)際工作中發(fā)揮應(yīng)有的作用。