大型海洋鉆井平臺港口拖帶方案研究

摘 要：本文在分析煙臺港通航環境特征的基礎上，從拖帶方式、拖航力計算、拖帶航行條件等方面提出了制定大型海洋鉆井平臺進出煙臺港拖帶方案的方法和建議，并提出了相應的大型海洋鉆井平臺拖帶航行安全保障措施。

關鍵詞：海洋鉆井平臺 拖帶方案 拖航力

煙臺是我國首批對外開放的沿海城市之一，是21世紀中國重點開發的環渤海經濟圈內的重要生長點。煙臺來福士海洋工程有限公司位于煙臺市芝罘島南側海濱，煙臺芝罘灣內，產品主要為各種海洋工程項目，包括大型海洋鉆井平臺。為滿足煙臺來福士海洋工程有限公司大型鉆井平臺的試航和出運需要，需要制定科學合理的進出港拖帶方案，以保障大型海洋鉆井平臺進出港航行安全。

煙臺港通航環境概況

1、港口概況

煙臺港芝罘灣港區位于山東半島北岸的芝罘灣內，碼頭設施主要分布在芝罘灣的北、西、南側。芝罘灣北側建有中油碼頭、漁業公司油碼頭、東口碼頭、萊佛士船業有限公司碼頭及干船塢、北海救助局與煙臺打撈局碼頭；芝罘灣西側建有煙臺海事局工作船碼頭、中交煙臺環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；芝罘灣南及西南側為軍用碼頭、水產碼頭、漁業公司碼頭、煙臺港務集團碼頭、郵政碼頭、糧油碼頭。

2、航道概況

煙臺港共有2條進出港水道：北水道和東水道，航道主要有東港區主航道（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，是船舶進出煙臺港的主要水道。東水道位于崆峒島西南方向的沙尾燈浮標與魚臺咀之間，寬約2.5海里，至東阻浪堤長約4海里，水深-6 ～- 8米，泥沙、泥及細沙底。

東港區主航道長3000米，分內航道和外航道。外航道長為2500米，底寬100米，水深-8.7米，內航道長500米，底寬90米，設計水深-8.7米，航道走向280°，泥沙底質。西港池主航道長3800米，底寬1800米，設計水深-17米，航道走向248°，泥沙底質。

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

火車輪渡航道位于煙臺港打撈局突堤碼頭端部的東南側，長約2900米，底寬60米，設計水深-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時，為同時解決推進、制動、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。根據大型海洋鉆井平臺拖帶作業的特點以及進出港所航經航道的情況，建議港內拖帶作業采用吊拖+旁拖的組合拖帶方式。

港內拖帶方案，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力，用一條大馬力拖輪在船首吊拖，以發揮拖輪的有效拖力，并起到了望的作用，當出現意外情況時，還可視現場情況采取不同的作業方式，當能見度不良時，還需派專人到主拖帶船舶的船頭進行了望，并與其它拖輪隨時保持聯系；尾部吊拖拖輪主要用于協助主拖輪調整被拖平臺的航向，保證被拖平臺在正確的計劃航線上；旁拖拖輪將其系靠在被拖平臺的左舷和右舷，主要為被拖平臺輔助調整航向，并在被拖平臺偏離航道時及時糾正船位。若使被拖平臺大角度向左轉向，可使靠在右舷的拖輪進車，左舷的拖輪保持待命狀態；若使被拖平臺大角度向右轉向，可使靠在左舷的拖輪進車，右舷的拖輪保持待命狀態。在調整好航向后，左右舷同時進車，開始拖帶航行。

該方案主要適用于港內拖帶作業，航向控制相對簡單，但該拖帶方式受氣象條件的影響較大，尤其涌浪對拖帶作業的影響，常會使兩側拖輪與被拖平臺發生碰撞，不利于拖帶作業的安全。

圖1 港內拖帶方式

2、拖航力計算

拖航力的計算應包括被拖平臺阻力、拖輪阻力和風流對船舶的作用力3部分，其計算方法分別如下。

2.1被拖平臺阻力計算

根據1997年《海上拖航指南》，海上拖航的總阻力可按以下經驗公式計算：

∑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拖輪阻力計算

在實際拖航作業中，將使用數艘拖輪，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計資料來確定拖輪阻力，如無資料也可按被拖船（平臺）的公式近似計算。

2.3風流對船舶的作用力

橫向風流作用力：

縱向風流作用力：

拖帶方案的設計應根據上述計算結果確定拖輪的配置方案，同時建議在有條件的情況下，應配備足夠的富余馬力拖輪，以應對突發事件或遇到惡劣自然環境時，保證拖帶作業的正常進行。

3、拖帶航行條件

根據通航環境、以及附近水域相關管理規定，對大型海洋鉆井平臺拖帶作業條件作如下建議：①風速：拖帶作業的風力標準應為實測風速4級及以下；②時間：拖帶作業應在白天進行；③能見度：開闊程度較高的航道，拖帶作業的能見度標準為1nmile；④潮流：應盡量避免在急漲、急落潮時拖帶進出港，注意流壓的影響，及時調整風、流壓差，保證船位在正確的計劃航線上；⑤波浪：拖帶作業應在浪高1.0m以下進行拖帶作業；⑥所有參與拖航工作的拖輪及工作人員應具備相應的資質。

海洋鉆井平臺拖帶航行安全保障措施

1、拖帶作業要求

1.1拖航要求

所有參與拖航工作的拖輪及工作人員嚴格執行各部門指揮所下達的各項指令，如有問題，在執行指令的同時上報總指揮協調，不得終止工作。平臺方負責護航船及拖輪的帶纜。在港內拖帶過程中，應制定專人時刻檢查船位；在海上拖航過程中，平臺方指派專人每30分鐘定位一次，引航員復核。

通信聯系：所有相關單位及人員13頻道，16頻道上守聽。

平臺進入航線后，主拖輪放拖纜到規定長度后加速，轉入正常航行。主拖輪負責航行中的避讓、航向的修正，確保平臺沿計劃航線行駛。主拖輪用VHF隨時向平臺報告船位、主機轉數、螺距及拖纜情況。拖航過程中，應使用可以承受足夠拖力的拖纜，并配備足夠的應急拖纜。拖航過程中使用的龍須纜、龍須連、三角板應具有足夠的強度承受拖帶應力，并應設置合適的拖力點，保證平臺設施和拖帶安全。

1.2作業要求

平臺拖航前必須按中華人民共和國船舶檢驗局關于《海船拖航檢查須知》第二章的規定做好拖航前準備工作。平臺在獲得船檢局《平臺適拖證書》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。拖輪必須設備完好，具備良好的定位設備，以保證拖航中的正確航線。平臺作業必須按照操作手冊的規定進行。

2、航道內拖帶注意事項

因在港內作業，水域比較狹窄，作業船舶尤其是瞭望人員應精力集中，保持高度的警惕，遇有情況應提前通知主副拖輪，采取必要的措施，以防止出現緊迫局面。指揮人員應和交通指揮中心保持密切的聯系，隨時掌握港內動態。

應用各種手段勤測船位，保證船位在準確的計劃航線上。進出航道應保持在航道的上流、上風航行，并注意控制航速。

應充分考慮風、流的影響，防止平臺被壓近其他船舶、燈浮或其他水上建筑物；當自然條件不足以滿足拖帶作業的要求時，應禁止進行拖帶作業。

平臺在拖帶航行過程中應準確定位，以防平臺偏離航線而導致擱淺、觸碰等海損事故。嚴格遵守拖帶作業的限速規定，以安全航速航行。

3、拖帶航行保障措施

嚴格遵守相關的通航管理規定，這是保障航行、停泊和作業安全的前提。建議在實測風力大于4級時，應禁止在航道內進行拖帶作業。

盡量避免在急漲、急落潮時進出港。航向與流向夾角較大，通過時特別注意流壓的影響，及時調整風、流壓差，保證船位在正確的計劃航線上，以確保航行安全。

考慮到拖帶作業的特殊性，應禁止乘潮進行拖帶作業。進出港航道應具備完善的助航、導航設施和設備。能見度不良，嚴重影響航行安全時，禁止進行拖帶作業。

結論

制定科學合理的進出港拖帶方案是保障大型海洋鉆井平臺進出港安全航行的關鍵，本文在分析煙臺港通航環境特征的基礎上，從拖帶方式、拖航力計算、拖帶航行條件等方面提出了制定大型海洋鉆井平臺進出煙臺港拖帶方案的方法和建議，并提出了相應的大型海洋鉆井平臺拖帶航行安全保障措施。

（作者單位：龍口港引航分站）