自升式鉆井平臺(tái)浮裝浮卸操作分析

文海

中海油田服務(wù)股份有限公司鉆井事業(yè)部（河北三河 065201）

0 引言

目前，全球經(jīng)營半潛船業(yè)務(wù)的航運(yùn)公司主要包括荷蘭的Boskalis公司、挪威的OHT公司、中國的中遠(yuǎn)海運(yùn)特運(yùn)，振華重工和其子公司GREENLAND HEAVYLIFT 公司等。2018 年，荷蘭Boskalis 公司收購了DOCKWISE公司，從而成為目前全球最大的多用途海洋重型運(yùn)輸公司，并擁有目前世界上最大的半潛船“BOKA VANGUARD”號(hào)。挪威OHT 公司目前擁有5艘半潛船。中國是繼荷蘭之后第二個(gè)自主建造自航式半潛運(yùn)輸船的國家，中遠(yuǎn)海運(yùn)特種運(yùn)輸股份有限公司目前擁有和運(yùn)營著8艘半潛船。近年來，振華重工陸續(xù)建造了26 艘6 萬噸級(jí)整機(jī)運(yùn)輸船，其中7艘為半潛式自航船。此外，振華重工通過其全資子公司香港振華以股權(quán)投資的方式獲得了GREENLAND HEAVYLIFT HOLDINGS LIMITED（GPO）旗下的4 艘半潛船，其中包括2 艘待建造的65 000 t半潛船[1]。

本文通過對(duì)浮裝浮卸作業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析，提出了針對(duì)類似作業(yè)流程的優(yōu)化方案。結(jié)合干拖作業(yè)半潛船裝載技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，為自升式鉆井平臺(tái)跨洋運(yùn)輸提供了一種安全可靠的解決方案。該研究為自升式鉆井平臺(tái)浮裝浮卸提供了有益的參考，可以為類似項(xiàng)目的決策者和從業(yè)人員提供指導(dǎo)，并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和裝載方法的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

1 干拖前施工準(zhǔn)備工藝

1.1 航線方案設(shè)計(jì)和作業(yè)計(jì)劃制定

干拖作業(yè)半潛船是一種具備下潛能力的船舶。該類型船舶擁有多個(gè)壓載艙，當(dāng)需要裝載鉆井平臺(tái)時(shí)，船舶會(huì)向壓載艙注入海水，增加船體的重量，使其能夠下潛至一定深度。隨后，將鉆井平臺(tái)拖至其甲板上方，半潛船迅速排空壓載艙中的水，使船體浮起。最后，將鉆井平臺(tái)固定在半潛船的甲板上，完成浮裝作業(yè)[1]。浮卸作業(yè)與浮裝作業(yè)的步驟相反。

鉆井平臺(tái)在接受干拖作業(yè)半潛船運(yùn)輸前需要綜合考慮多種因素，包括鉆井平臺(tái)質(zhì)量和尺寸、干拖作業(yè)半潛船能力校驗(yàn)、裝載方案設(shè)計(jì)、運(yùn)輸距離和航程設(shè)計(jì)、氣象和海況、港口設(shè)施、設(shè)備和人員安全等，來進(jìn)行詳細(xì)的裝卸載方案設(shè)計(jì)和作業(yè)操作計(jì)劃制定。在航程設(shè)計(jì)上，需要考慮航行的起點(diǎn)、中間補(bǔ)給點(diǎn)和終點(diǎn)，以及中轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的距離和時(shí)間，制定出最優(yōu)的航程方案，以減少航行時(shí)間和控制成本。同時(shí)，安全問題也要被充分考慮，如避開惡劣天氣和海況以及海盜海域等。在制定總體作業(yè)計(jì)劃時(shí)，需要考慮鉆井平臺(tái)的浮裝和浮卸時(shí)間，并掌握港口的通關(guān)手續(xù)和設(shè)施情況等。只有通過制定詳實(shí)的作業(yè)計(jì)劃，才能夠確保按時(shí)、安全、高效地完成鉆井平臺(tái)浮裝、運(yùn)輸和浮卸任務(wù),見表1。

表1 干拖作業(yè)半潛船運(yùn)輸作業(yè)計(jì)劃

為確保人員、船舶和貨物的安全，鉆井平臺(tái)的浮裝和浮卸過程對(duì)天氣條件有嚴(yán)格要求。一般要求在5級(jí)風(fēng)以下和0.5 m以內(nèi)的涌浪情況下進(jìn)行操作，尤其是在錨地作業(yè)時(shí)。然而，在運(yùn)輸過程中，如果遭遇惡劣的天氣和海況，船舶可能不得不繞航。天氣帶來的不確定因素是無法預(yù)測(cè)和避免的，而且船期延誤由此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。因此，確保天氣條件符合安全要求對(duì)于避免經(jīng)濟(jì)損失至關(guān)重要[2]。

1.2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證，浮裝和運(yùn)輸方案制定

作為一艘具有較大載重能力的運(yùn)輸船，半潛船在運(yùn)送鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中需要掌握平臺(tái)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)和資料，以便制定出合適的運(yùn)輸方案，確保半潛船的安全性和穩(wěn)定性。鉆井平臺(tái)向半潛船方提供的資料主要包括平臺(tái)的基本技術(shù)參數(shù)和關(guān)鍵區(qū)域各結(jié)構(gòu)圖，具體內(nèi)容如下：

1）平臺(tái)基本技術(shù)參數(shù)。平臺(tái)的總長、型寬、型深、凈空高度、平臺(tái)穩(wěn)性、荷載能力、拖曳設(shè)備等主要參數(shù)，以便掌握平臺(tái)的整體情況和運(yùn)輸過程中的限制條件。

2）平臺(tái)關(guān)鍵區(qū)域結(jié)構(gòu)圖。為了讓半潛船能夠制定出合適的運(yùn)輸方案，鉆井平臺(tái)需要向其提供包括平臺(tái)浮箱及拖帶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、平臺(tái)外部鋅塊布置圖、平臺(tái)主結(jié)構(gòu)（包括坐墩面的龍骨和肋骨位置圖）及墊墩布置圖，以便半潛船掌握平臺(tái)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)情況和運(yùn)輸過程中需要注意的重點(diǎn)。

在掌握了鉆井平臺(tái)的重要技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)信息后，半潛船方需要進(jìn)行進(jìn)一步的核實(shí)，以形成《鉆井平臺(tái)運(yùn)輸設(shè)計(jì)手冊(cè)》（Transport Design Manual，以下簡稱TDM）。該手冊(cè)需要包括平臺(tái)的凈重、重心和穩(wěn)定性計(jì)算，平臺(tái)的尺寸和重量，平臺(tái)的運(yùn)輸方向和安裝位置，平臺(tái)的配重方案，平臺(tái)的固定和拆卸方案，以及平臺(tái)的相關(guān)證件和官文等內(nèi)容。同時(shí)，半潛船方還需要依據(jù)實(shí)際情況制定出具體的運(yùn)輸方案，確保運(yùn)輸過程中充分考慮到平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性，以確保鉆井平臺(tái)能夠安全、穩(wěn)定、高效、可靠地完成干拖運(yùn)輸過程[3]。

1.3 浮裝點(diǎn)選擇

浮裝作業(yè)是一項(xiàng)技術(shù)性較高的工程，需要全面考慮多種氣象條件的影響因素，以確保半潛船能夠在安全、有效的條件下完成鉆井平臺(tái)的運(yùn)輸。以下從4個(gè)方面對(duì)半潛船運(yùn)輸鉆井平臺(tái)所需考慮的氣象條件進(jìn)行詳細(xì)介紹，在運(yùn)輸前需要對(duì)氣象條件進(jìn)行充分的評(píng)估和預(yù)測(cè)，并做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

1）海浪：海浪是影響半潛船穩(wěn)定性和安全性的主要因素之一。因此，針對(duì)不同類型的半潛船，需要制定出相應(yīng)的海浪高度標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，半潛船需要滿足最大可允許的海浪高度，確保其安全地進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。

2）風(fēng)速和風(fēng)向：風(fēng)速和風(fēng)向是浮裝作業(yè)中的另一個(gè)重要?dú)庀笠蛩?。?duì)于浮裝作業(yè)的安全來說，需要對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向等氣象因素進(jìn)行全面的評(píng)估和預(yù)測(cè)，制定出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，如調(diào)整航線、減速或停航等。

3）潮汐：潮汐變化可能會(huì)對(duì)浮裝作業(yè)產(chǎn)生重大影響，因此需要進(jìn)行全面的規(guī)劃和調(diào)整，以避免在潮汐變化大的區(qū)域遇到困難。

4）半潛船載重平臺(tái)后的整體穩(wěn)定性：在考慮氣象條件的同時(shí)，還需要全面考慮半潛船載重鉆井平臺(tái)后的穩(wěn)定性問題。在船舶受到側(cè)風(fēng)或大浪沖擊時(shí)，需要確保整體的穩(wěn)定性，以避免發(fā)生危險(xiǎn)事故。

在確定了以上幾個(gè)關(guān)鍵條件后，首先需要征得海事部門的同意，確保浮裝作業(yè)操作的合法性和安全性。其次，根據(jù)半潛船的裝船作業(yè)吃水要求，所選的作業(yè)水域必須滿足兩個(gè)關(guān)鍵的水深和間隙條件：作業(yè)水域的水深至少比半潛船的船底深1 m，以確保平臺(tái)的底部能夠完全下沉至船舶的底部，而不會(huì)接觸到水下的任何物體；在浮裝過程中需要確保甲板上的墊墩與平臺(tái)底部之間保持0.5 m 的間隙，以避免發(fā)生碰撞和刮擦。如圖1所示。

圖1 浮裝作業(yè)吃水示意圖

半潛船通過控制自身壓載水的進(jìn)出來實(shí)現(xiàn)下潛和起浮的操作。下潛性能取決于一定吃水下的排水量和壓載水的容積。半潛船通過不斷調(diào)節(jié)壓載水的量，保持與平臺(tái)底部的接觸。隨著平臺(tái)重心轉(zhuǎn)移到半潛船上，整個(gè)平臺(tái)被成功浮裝上半潛船[4]。

2 明確雙方職責(zé)，劃分技術(shù)分工

鉆井平臺(tái)浮裝浮卸作業(yè)中清晰的責(zé)任界面和技術(shù)分工非常必要。在這個(gè)作業(yè)中，涉及到多個(gè)不同的操作環(huán)節(jié)和工作轉(zhuǎn)換，如果沒有清晰的責(zé)任界面和技術(shù)分工，將會(huì)帶來很多潛在的問題和安全隱患。因此，制定清晰的責(zé)任界面，明確鉆井平臺(tái)方和半潛船方各自負(fù)責(zé)的操作環(huán)節(jié)（表2和表3），明確各方操作人員的任務(wù)和職責(zé)，將不同操作環(huán)節(jié)劃分給專業(yè)的技術(shù)人員執(zhí)行，既有助于提高作業(yè)的安全性和效率，也可明確團(tuán)隊(duì)成員之間的配合方式，還能最大限度地避免人員操作上的沖突和矛盾，確保作業(yè)期間的協(xié)調(diào)順暢，為團(tuán)隊(duì)提供穩(wěn)定安全的作業(yè)環(huán)境，有效減少事故發(fā)生的概率，確保浮裝作業(yè)的安全和順利完成。

表2 平臺(tái)方負(fù)責(zé)的技術(shù)工作

在平臺(tái)浮裝前，港口船長應(yīng)組織相關(guān)人員召開現(xiàn)場浮裝作業(yè)技術(shù)交底會(huì)，全面分析和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，確立任務(wù)分配和溝通方式，識(shí)別安全潛在隱患并制定相應(yīng)的防范措施。

3 鉆井平臺(tái)浮裝浮卸作業(yè)流程

3.1 浮裝作業(yè)流程

浮裝作業(yè)的每個(gè)步驟，分別以設(shè)計(jì)圖和實(shí)際操作圖進(jìn)行對(duì)比闡明。設(shè)計(jì)圖中A、B、C代表拖輪，①、②、③、④分別代表干拖作業(yè)半潛船上4個(gè)纜繩絞盤。

第一步：平臺(tái)依靠3 個(gè)拖輪接近并停在距離半潛船約50 m 處。利用帶纜艇分別將半潛船上漂浮纜連接至鉆井平臺(tái)船艏和船艉處，其中艏和艉部兩條漂浮纜交叉連接[6]。如圖2所示。

圖2 浮裝流程第一步

第二步：駁船開始利用纜繩絞盤將平臺(tái)緩慢移位至半潛船主甲板區(qū)域，此時(shí)可以解除C 拖輪。如圖3所示。

圖3 浮裝流程第二步

第三步：繼續(xù)利用半潛船纜繩張力將鉆井平臺(tái)拉到裝載位置。如圖4所示。

圖4 浮裝流程第三步

第四步：確認(rèn)半潛船定位樁與鉆井平臺(tái)定位捕捉器接觸后，解除A拖輪和B拖輪。如圖5所示。

圖5 浮裝流程第四步

第五步：半潛船保持4個(gè)纜繩的張力，穩(wěn)住鉆井平臺(tái)；排水上浮駁船，直至鉆井平臺(tái)浮出水面[7]。如圖6所示。

圖6 浮裝流程操作第五步

在鉆井平臺(tái)浮裝操作過程中，拖輪配合浮裝作業(yè)有效完成，扮演著重要的角色[8]。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）拖輪協(xié)助定位。提供額外的拉力和操縱能力，確保半潛船和鉆井平臺(tái)之間的對(duì)接過程穩(wěn)定和精確。

2）引導(dǎo)和調(diào)整方向：拖輪可以通過牽引和調(diào)整鉆井平臺(tái)，確保鉆井平臺(tái)能夠正確地靠近半潛船的甲板?？梢钥刂破脚_(tái)的運(yùn)動(dòng)，避免不必要的傾斜或擺動(dòng)，保證平臺(tái)平穩(wěn)浮裝到半潛船的甲板上。

3）應(yīng)對(duì)海況和風(fēng)力。拖輪在面對(duì)惡劣海況和強(qiáng)風(fēng)時(shí)，能夠提供額外的控制能力，穩(wěn)定鉆井平臺(tái)的位置，抵消海浪和風(fēng)力對(duì)浮裝工作的不利影響，確保操作的安全性和有效性。

鉆井平臺(tái)浮裝后的綁扎和固定工作非常重要，以確保鉆井平臺(tái)的安全運(yùn)輸。需要根據(jù)平臺(tái)的穩(wěn)心和重心位置，制定最佳的綁扎和固定方案[9]。綁扎固定結(jié)束后，需對(duì)焊縫進(jìn)行無損探傷，探傷結(jié)果需獲得MWS 認(rèn)可后頒發(fā)批準(zhǔn)證書（COA）。得到平臺(tái)方的許可后，干拖作業(yè)半潛船方就可以開始辦理清關(guān)手續(xù)，準(zhǔn)備啟航。

3.2 浮卸作業(yè)流程

浮卸的技術(shù)要求和浮裝類似，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的操作流程和安全規(guī)范，確保操作的安全和順利進(jìn)行。在浮卸過程中，按照責(zé)任分工進(jìn)行操作，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合[10]。

當(dāng)干拖作業(yè)半潛船到達(dá)目的港口后，需要先完成進(jìn)口手續(xù)和海關(guān)清關(guān)工作。根據(jù)浮卸作業(yè)天氣窗口制定浮卸作業(yè)計(jì)劃安排，前往作業(yè)水深滿足浮卸作業(yè)要求的浮卸點(diǎn)進(jìn)行解綁。解綁作業(yè)是鉆井平臺(tái)浮卸前的重要環(huán)節(jié)，要確保鉆井平臺(tái)與半潛船之間的安全分離，為后續(xù)的浮卸作業(yè)做好準(zhǔn)備[11]。鉆井平臺(tái)與半潛船之間的海固連接部分需要通過切割來解除。切割通常需要使用專業(yè)的切割設(shè)備和工具，如氣割、火焰切割或激光切割等。在進(jìn)行切割操作之前，必須確保操作人員具備相應(yīng)的切割技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并嚴(yán)格遵循安全操作規(guī)程。

壓載下潛半潛船以及卸載平臺(tái)。這些操作步驟與浮裝時(shí)的步驟相逆。一旦鉆井平臺(tái)安全浮卸后，整個(gè)干拖作業(yè)半潛船運(yùn)輸任務(wù)就算完成。此時(shí)干拖作業(yè)半潛船船方將給鉆井平臺(tái)方一個(gè)“Cargo Re delivery Receipt（貨物交付單）”。

4 籌備完善的作業(yè)應(yīng)急預(yù)案

應(yīng)急預(yù)案對(duì)于鉆井平臺(tái)浮裝和浮卸作業(yè)的安全至關(guān)重要，是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的管理工具，旨在確保浮裝和浮卸作業(yè)過程中的安全性和有效性[12]。其包含風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、應(yīng)急組織與指揮、應(yīng)急設(shè)備與資源、緊急撤離與救援、天氣狀況監(jiān)測(cè)與警報(bào)、事故應(yīng)對(duì)與災(zāi)害管理、培訓(xùn)與意識(shí)提升等方面的內(nèi)容，以應(yīng)對(duì)各種緊急情況并降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。通過不斷審查和改進(jìn)，保證應(yīng)急預(yù)案的可靠性和適應(yīng)性，最大程度地保障鉆井平臺(tái)浮裝和浮卸作業(yè)的安全性和順利進(jìn)行。

1）風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與評(píng)估。進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估工作，包括分析可能的災(zāi)害類型、事故情景和潛在危險(xiǎn)因素。針對(duì)每種風(fēng)險(xiǎn)，確定其可能性、影響程度和緊急程度，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2）應(yīng)急組織與指揮。明確鉆井平臺(tái)方和半潛船方的應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)，指定應(yīng)急指揮人員和責(zé)任人員，并確保他們具備應(yīng)急管理和決策的能力。制定應(yīng)急通訊程序和聯(lián)系人清單，確保在緊急情況下及時(shí)進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)。

3）應(yīng)急設(shè)備與資源。確定所需的應(yīng)急設(shè)備、器材和資源，并保證其可靠性和可用性。包括救生設(shè)備、滅火設(shè)備、應(yīng)急照明、應(yīng)急通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)和更新，確保其處于良好工作狀態(tài)。

4）緊急撤離與救援。制定詳細(xì)的緊急撤離計(jì)劃和程序，包括撤離路線、集結(jié)點(diǎn)、撤離順序等。指定安全撤離人員和組織撤離演練，確保所有人員熟悉撤離程序。同時(shí)，與附近的救援機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，并制定合作協(xié)議，以便在需要時(shí)獲得緊急救援支持。

5）天氣狀況監(jiān)測(cè)與警報(bào)。建立天氣狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并與相關(guān)氣象機(jī)構(gòu)保持聯(lián)系，及時(shí)獲得天氣預(yù)報(bào)和警報(bào)信息。根據(jù)天氣情況，制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，包括船舶安全操縱、作業(yè)暫停等，以確保在惡劣天氣條件下的安全作業(yè)。

6）事故應(yīng)對(duì)與災(zāi)害管理。與當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理機(jī)構(gòu)建立緊密合作關(guān)系，確保在發(fā)生災(zāi)害或事故時(shí)能夠及時(shí)協(xié)調(diào)資源和救援支持。制定災(zāi)害管理計(jì)劃，包括應(yīng)對(duì)油污染、火災(zāi)、泄漏等緊急情況的控制措施，以最大限度減少損失并保護(hù)環(huán)境。

7）培訓(xùn)與意識(shí)提升。定期組織培訓(xùn)和演練，提高船員的應(yīng)急意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。培訓(xùn)內(nèi)容包括緊急情況下的行為準(zhǔn)則、設(shè)備操作技能、火災(zāi)滅火技能、急救知識(shí)等。通過模擬演練和案例分析，增強(qiáng)船員在緊急情況下的應(yīng)變能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

在鉆井平臺(tái)浮裝、浮卸期間發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)，平臺(tái)方和干拖作業(yè)半潛船船方按各自的應(yīng)急處置方案執(zhí)行，并接受港口船長的統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，但不解除干拖作業(yè)半潛船船長和平臺(tái)高級(jí)隊(duì)長（OIM）履行法規(guī)，賦予其采取應(yīng)急決策及保護(hù)本船財(cái)產(chǎn)和人身安全的權(quán)利。

5 結(jié)束語

自升式鉆井平臺(tái)的浮裝浮卸作業(yè)是海運(yùn)物流領(lǐng)域中一個(gè)具有專業(yè)性、安全性和系統(tǒng)性要求的細(xì)分領(lǐng)域。為確保作業(yè)的順利進(jìn)行，各相關(guān)方必須進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)地協(xié)調(diào)配合。

在這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程中，有幾個(gè)關(guān)鍵要素缺一不可。首先，需要一支具備專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該熟悉整個(gè)作業(yè)流程，并能夠有效地應(yīng)對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。其次，大型半潛船是執(zhí)行浮裝浮卸作業(yè)的重要工具，必須獲得海事部門的許可，并滿足相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。此外，專業(yè)保險(xiǎn)的支持和保障也必不可少，以降低潛在的經(jīng)濟(jì)損失并提供必要的賠償和支持。

針對(duì)浮裝浮卸作業(yè)中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，必須進(jìn)行充分的識(shí)別，并制定有效和合理的應(yīng)對(duì)措施。必須實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮，確保各相關(guān)方之間的密切協(xié)調(diào)。同時(shí)，對(duì)氣象條件的密切關(guān)注和準(zhǔn)備工作也至關(guān)重要。此外，穩(wěn)固的綁扎和固定措施也是保證作業(yè)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

自升式鉆井平臺(tái)的浮裝浮卸作業(yè)只有通過全面考慮并滿足行業(yè)要求，以及對(duì)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分地識(shí)別和應(yīng)對(duì)，才能確保整個(gè)作業(yè)過程的順利進(jìn)行?！敖y(tǒng)一指揮、密切協(xié)調(diào)、關(guān)注氣象、做好準(zhǔn)備、穩(wěn)固綁扎”是這類作業(yè)的關(guān)鍵要素，對(duì)自升式鉆井平臺(tái)浮裝浮卸作業(yè)的實(shí)施提供了必要的參考。