三用拖船海上作業方法

海豐發展有限公司 季 斌

上海海事大學 余思勤

三用拖船海上作業方法

海豐發展有限公司 季 斌

上海海事大學 余思勤

以目前最常用的三用工作拖船為例，介紹在不同潮流、不同拋錨情況下拖帶作業中系、解拖纜的幾種方法，對海上航行安全拖帶、靠離平臺作業、協助工程船拋起錨及定位具有一定的參考價值。

非自航工程船；鉆井平臺；拖帶及靠離作業；定位及拋起錨

隨著海上拖帶、靠離平臺裝卸及大型工程船、鉆井平臺的拋起錨定位業務的需求不斷增加，差異性的需求逐漸產生，使得造型完美，結構嚴謹，匯集了海上拖帶、甲板載貨、對外供給、搶險救助、起拋錨等多種功能于一體的三用拖船應運而生，一些多功能的帶有全自動定位的多用途工作船更是屢見不鮮。代表國際海洋工程裝備制造最高水平的深水三用工作船“海洋石油681”，集深海拋錨、拖航、定位及平臺供應功能于一體，業已投入使用。我國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”5月9日在南海荔灣首鉆成功，也離不開三用工作船的鼎力協助。因此，三用工作船已成為海洋工程不可或缺的重要輔助船舶。

三用工作船簡稱三用拖船，但又區別于傳統意義上的拖船，根據其車、舵、槳的結構及本身操縱性能的不同被分為FPP拖船、CPP拖船、VSP拖船、ZP拖船，具體見表1。

注：FPP拖船（老式帶普通舵的固定螺距槳）、CPP拖船（可變螺距槳，帶舵）、VSP拖船（平旋推進器拖船）、ZP拖船（Z形螺旋槳，可360°調整）

由表1可以看出，CPP拖船在前進時發揮的拖力僅次于ZP拖船，但ZP拖船造價昂貴，工藝復雜，維修保養成本高。另外，CPP拖船的航向穩定性能優于ZP拖船，在遠距離拖帶時能發揮優勢，已成為目前使用較多的拖船。

目前老式FPP拖船基本退出港作市場，但國內一些港口仍有使用。ZP拖船主要用做港作拖船。CPP拖船由于其配備的主機馬力、側推器推力以及拖船本身的排水量、上層建筑受風面積的大小不同，其性能也有所差異。CPP拖船一般至少配備兩臺主機，船尾帶有雙舵和至少一臺尾側推器，船首帶有至少一臺首推器，因而可以實現較好的橫移和掉頭，由于其可以較好地發揮前進拖力，所以在海上遠距離拖航時更能發揮其優越性。本文以國內常見的CPP拖船為例介紹其工作和生產作業流程。

一、三用拖船對鉆井平臺的拖帶

按照海上拖航指南的要求，在無風流的情況下，如果拖船在拖帶時整個船組的拖航速度能夠達到6 kn以上，并且有一定的富裕拖力，該拖船的功率即滿足拖航的要求。

大部分移動式鉆井平臺沒有動力，需要拖船的拖帶來實現其移動。拖船依據情況使用吊拖或旁（綁）拖的方式，旁拖作業時只有一條拖船，其馬力能夠拖動該被拖物且該被拖物的結構適合被綁拖，該方法受氣象海況等外界條件和被拖物自身條件的影響較大，在海上很少使用，尤其對大型被拖物一般不使用。但在港內，一些中小型的被拖物較多使用旁拖作業方式。在有其他拖船協助的情況下，吊拖是比較好的操作方式，這種方式受氣象海況等外界條件的影響比較小，操作靈活，安全系數高。鉆井平臺在被拖帶前必須先進行拖航檢驗，包括拖曳設備、拖帶屬具及主輔機側推器是否處于正常工作狀態，平臺是否適拖，拖船是否適航及拖力是否滿足拖航的要求等。檢驗合格后，由拖航指揮小組到主拖航船進行拖航指揮作業，輔助拖船護航并協助主拖船進行拖帶作業。鉆井平臺在主拖船的拖帶下到達預定井位后，先進行初就位。由輔拖船協助拋幾個定位錨，然后通過調整定位錨來進行二次就位（即精確就位），使鉆井平臺靠到采油井架旁邊，而后將其樁腿扎根到海底面15 m左右，將平臺固定好后，平臺由水面升起，調整鉆塔到達采油井架上方進行打井作業。

二、三用拖船靠泊鉆井平臺的方法

要根據作業海域的海況、風向風速及潮流的流向流速等因素來決定三用拖船采取何種方式來靠泊鉆井平臺。

鉆井平臺打井作業需要的材料（諸如鉆桿、鉆鋌、隔水管、大小套管、泥漿、土粉、石灰石、重晶石、水泥、生活水、鉆井水、探井設備、固井設備、完井設備等）都是由三用拖船來供給，三用拖船須先實現靠泊平臺，然后才能實現裝卸作業。靠泊方式的選擇應考慮靠泊作業前的安全評價要求，也應考慮不同靠泊方式所適用的不同范圍和應滿足的基本條件以及特殊要求。

平臺所需的物料都裝在拖船尾部甲板，三用拖船一般采用船首拋錨、船尾帶纜、船尾靠泊平臺的作業方式。采用尾靠平臺作業，首先要了解需要靠泊的平臺面的方位線的度數，計算出本船垂直于該方位時的船首向，還要了解該拋錨點附近有無海底電纜，該處水深多少，需不需要備錨等。如果水深不超過25 m則不需要備錨，拋錨時控制倒速不超過1 kn；如果水深在25～70 m之間拋錨，則要先將錨送到接近海底約5 m的位置，拋錨時控制倒速不超過0.5 kn；如果水深超過70 m，則一般不使用拋錨帶纜的作業方式。因為水深所需的錨鏈較長，普通錨機的功率不夠，船尾帶上纜后船首距離錨點比較遠，錨機收不起來或收不緊錨鏈會使錨鏈不緊，從而導致船首隨著風流擺動，船位定不住。

1. 船首拋錨，船尾帶纜

船長操縱拖船到達平臺正橫0.18～0.20 n mile，使用車、舵及側推器微調船位，擺正船尾，船首尾方向線要垂直于平臺的靠泊面，且要靠近平臺的吊車位置，等把拖船的船位調整到合適位置后將錨拋下，待錨入地后放出適量錨鏈，調整剎車松緊度讓錨鏈入水的速度與拖船后退的速度相匹配，錨鏈放得太快則在海底堆積，錨鏈放得太慢則容易將錨爪由海底脫出造成走錨。當到達距平臺約20 m時要把倒速控制在0.5 kn，慢慢向平臺靠近，一般距離平臺面2～3 m（有時需要更近）時候，將平臺的纜繩用其吊車輸送到三用拖船船尾纜樁附近，甲板作業人員將纜繩上樁，需要打四道八字纜以保證纜繩系牢。一般需帶兩根纜繩，左右各一根，這樣既安全又牢靠。纜繩帶好后，注意防止纜繩與甲板面和纜樁磨損，防止斷纜。纜繩帶好后，船長仍需用車控制船位，防止尾部觸碰平臺樁腿，命令船首絞錨將錨鏈收緊，等錨鏈收緊后，船首將錨鏈方向和出鏈長度報告駕駛臺，停車觀察船位是否穩住，待船位穩住后，完車進行貨物裝卸和其他生產活動。靠妥平臺后應該加強值班，密切注意本船和周圍環境，注意收聽氣象海況情況。如果氣象和外界環境條件不允許靠泊作業，應與平臺協商迅速解纜離開平臺。

2. 不拋錨不帶纜機動靠泊平臺

如果當時氣象條件比較惡劣，諸如風力較大，涌浪較高，流速流向不適合拋錨帶纜作業，或作業海域條件不能滿足三用拖船拋錨靠泊平臺，就需要不拋錨不帶纜機動靠泊平臺。采用機動靠泊的三用拖船到達平臺下面后，船長使用車、舵和側推器將拖船定住，保證穩定在平臺的吊車能接觸到甲板貨物，平臺的管線能夠連接在三用拖船的對外供給的管線接口上，然后實施供給操作。這種作業方式對于貨船來說基本上做不到，但是對于三用拖船來說，由于其性能較好是可以做到的，性能好的三用拖船能夠將船位穩定在平臺所需要的任何地方。由于海上有漲落潮及潮流，并且沒風的時候非常少，平流的時間也比較少，船會隨著風流的合力漂移，所以三用拖船必須克服風流的合力將船位穩住。一般來說機靠平臺作業，三用拖船必須將船位穩定在船舶前后移動的速度小于0.1 kn、左右橫移的速度小于0.2 kn，此時才能達到安全作業的要求。

在實際操作中，船長首先掌握現場的風向風速和流向流速，計算風流的合力線和大小，了解該合力與平臺面的夾角，以達到安全靠泊，滿足平臺作業安全要求。理論上計算的數值與實際操作會有一定的誤差，所以機靠平臺的一般做法是：當距離平臺50 m左右時要進行試操作，掌握實際的風流合力線后，再慢慢靠近平臺進行作業。

（1）如果能夠進行安全作業，就可以將船開到平臺附近風流的合力線上將船位定住。因為在風流的合力方向線上，船舶沒有左右橫移的力量，船位左右不會發生橫移，只有前后移動的速度，只要用車控制住該速度就能滿足作業要求。這樣操作起來用車簡單而且安全，車的負荷也不需要開得很大，能夠長時間將船位穩定在平臺需要的作業位置。

（2）如果風流的合力線與平臺的夾角不適合作業要求，即風流的合力不利于靠泊，此時性能良好的工作船就更能顯示其優越性：使用其前后側推，將船舶左右移動的外力克服掉，用車將船舶前后移動的外力抵消掉，那么船舶就定在平臺作業所需的地方。拖船的馬力大小不同，首尾推的配置不一樣，則其克服外力的大小也不一樣，拖船馬力越大，首尾推的推力越大，則抵抗風流合力的能力越強。每條三用拖船其抵抗外力都有一個極限值，當風流的合力超過了該極限值則不能達到安全作業的要求。機靠平臺作業方式有很大的缺點，由于使用側推和主機抵抗外力，側推負荷較大而且要長時間用車，一旦設備出現故障就很容易出現安全事故，并且操作者要精力集中，長時間作業也容易造成疲勞。

（3）機動靠泊作業需要平臺的吊車和拖船甲板作業者以及拖船操作者三個方面密切合作，統一協調。作業時保持三個方面的通信暢通，避免外界干擾，作業者保持正規瞭望，隨時向工作船駕駛臺報告周圍環境情況，一旦發現不安全因素應立即停止作業，待滿足作業條件時再靠泊。

三、三用拖船對無動力工程船所進行的生產支持

工程船一般較寬，甲板面寬大，其方形系數較大，其上配有大型吊車，吊重一般都在百噸以上，一般備有拖帶龍須鏈2根，航行錨（主錨）2只，工作錨8只，超大型的工程船一般配有16只工作錨。不同的工程船其配備的起錨機不同，放收鋼絲錨纜的速度也不同，三用拖船協助拋錨的速度要依據工程船的錨機配置來調整。一般來講，三用拖船拖著錨鋼纜駛向拋錨點的速度應保持在2 kn左右，拋錨時三用拖船要穩定在拋錨點上方，起錨主要靠三用拖船的錨機，這樣不受工作船的限制。工程船的主要功能是作為海上支持平臺在海上吊裝重大件，鋪設海底電纜、海底管線，在甲板放置設備和貨物等，其生產活動主要是通過三用拖船的拖帶、供給和起拋錨來完成的。工程船其左右兩舷一般配有防碰碰墊或碰球，所以可以平靠其左右舷，因而短距離移泊可以使用旁拖的方法，這樣一條拖船就可以達到生產目的。

1. 對工程船的綁（旁）拖

將拖船平行靠在工程船的一舷，拖船的船尾要露出工程船的首尾線3～5 m，將纜繩帶好，需對纜繩進行加強，一般首纜2根，另加一根加強纜首倒纜，尾部兩根尾纜，依據情況需要加一根尾倒纜。由于拖船與工程船捆綁在一起，所以拖船的操縱性能會受到很大的限制，要注意靠泊的速度不要太快，應提前采取相應措施防止觸碰碼頭和其他設施。由于兩條船捆在一起，拖船駕駛臺視線被阻擋，所以需要工程船的船首和船尾隨時向三用拖船的駕駛臺傳遞靠泊信息，諸如與碼頭間的距離和靠泊的速度等。

2. 工程船在海上定位鋪設海底電纜和管線

工程船通過三用拖船為其起拋錨，三用拖船將工程船的8只錨拋出后，通過絞錨來移動船位。船位到達一定位置而不能移動時，拖船協助工程船再起錨移動錨位，工程船又可以通過絞錨再移動船位。工程船和三用拖船上的海洋工程定位人員通過計算機隨時掌握三用拖船和工程船的船位和拋錨點位置信息，以達到精確定位。其誤差不超過2 m，足以滿足海上定位精度的要求。

3. 三用拖船協助工程船拋錨的方法

將三用拖船后甲板清理干凈，同時備妥起拋錨所使用的拖纜滾筒，船尾靠近工程船的工作錨，將工作錨的錨頭鋼絲連接到拖船的拖纜上，拖船使用拖纜滾筒將工程船的錨絞到拖船船尾合適的部位，拖纜滾筒用剎車剎住，工程船將其錨機的剎車和離合器打開，拖船在海上定位人員和計算機的指引下，開往預定的拋錨點。由于拖船拖著工程船的錨和錨鋼纜，速度一般不宜太快，應為2 kn左右，錨纜一般長1 000 m左右。在開往錨點的過程中要不停地調整風流壓差，修正航向，讓船位保持在預定的航線上。到達錨點后停車得到許可后拋錨，錨落地后報告給工程船定位人員和本船定位人員記錄實際錨位。將錨頭鋼絲與浮筒或錨漂連接后，解開與拖船拖纜的連接，至此完成拋錨過程。

4. 三用拖船協助工程船起錨的方法

起錨的過程基本上是拋錨的逆向。首先是拖船接近該錨的浮筒或錨漂，將錨漂或浮筒抓住，絞到本船的后甲板，連接錨頭鋼絲，用絞纜機將錨絞離海底。有時需要將錨絞到拖船的甲板，然后工程船往回收錨鋼纜，帶著拖船到達其錨機附近。這個工程中由于錨鋼纜較長并且下到海底后會受到海底淤泥的影響，因此需要拖船倒車，調整船位配合工程船錨機回收錨鋼纜。協助工程船起拋錨，拖船的拖力要與工程船工作錨的抓力匹配。

四、結 語

大型非自航船舶拖帶、工程船舶和鉆井平臺的定位、拋起錨及靠離裝卸作業過程比較繁瑣，拖船和被拖船出港前雙方一定要預先制定好作業方案，并實行統一指揮、密切配合。拖帶過程中拖船應避免一次性大角度轉向，要分若干次小角度連續轉向，每次以5°～10°為宜，避免被拖物發生大幅度偏蕩。為確保拖船、被拖船及作業平臺安全作業，確保定位準確及順利拋起錨滿足生產要求，工作人員必須掌握正確的操縱方法和流程。因此，在不同的水域、不同的海況下，研究選用恰當的拖帶和靠離泊方法，對于海上拖帶、協助定位及靠泊平臺裝卸所需物資等的安全作業，具有重要的參考價值。