DP船海管鋪設應對內波流方案淺析

孫慶輝 樊繼垚 周楊 李翔 （海洋石油工程股份有限公司天津市塘沽區 300452）

DP船海管鋪設應對內波流方案淺析

孫慶輝 樊繼垚 周楊 李翔 （海洋石油工程股份有限公司天津市塘沽區 300452）

當海水密度上下分布不均勻時，尤其是在海水出現躍層，兩層海水的相對密度值大于0.1%時，在外力擾動下，就會在兩層海水界面上產生內波。內波流對于海洋工程中DP船海管鋪設工作的影響極為嚴重，流速較大的內波流常導致海管斷裂事故的發生。本文以荔灣3-1深水海管項目為依據，介紹了DP鋪管船在應對南海內波流現象時采取的應急措施，分析研究該方法在進一步應用中的可行性及局限性。

內波流；DP；海管鋪設；失位

一、概述

荔灣3-1氣田位于香港東南約340公里處的29/26區塊，所在海域最大水深1500米。荔灣深水海管項目主要工作為鋪設一條長度78.9km 6”M EG 海底管線，作業水深190-1400米，由深水D P起重鋪管船H YSY 201鋪設。

圖1 荔灣氣田布置圖

D P（動力定位）鋪管船不同于國內普遍使用的錨系浮吊鋪管船，其具有自航能力，并通過動力定位系統來固定船位。D P船良好的機動性以及無需起拋錨作業的優點使其在鋪管作業時效率提升，并且突破了水深條件對作業能力的限制。但是，D P船的推進器在抵抗風、浪、流等環境因素時存在一定的能力范圍，超出該極限船舶將發生失位，無法進行正常鋪管作業，甚至導致管線屈曲、斷裂現象的發生。

內波流作為中國南海經常出現的海洋現象對D P鋪管船的施工作業有著嚴重的消極影響。由荔灣項目現場環境資料可知，內波流在6至9月出現頻率最高。

圖2 內波流現場拍攝畫面

二、內波流監控方法

圖3 雷達對內波流的監控畫面

荔灣深水項目對南海內波流首次進行實時監控，項目中使用D P船測流設備監測和雷達掃描監測兩種方法對內波流提前發現及應對，確保海管鋪設施工安全。

根據水文資料，內波流方向一般從東南向西北流動，項目組制定使用HYSY 698作為內波流監測船，在H YSY 201東南方向20海里處對水下10m、20m、30m、40m、50m進行流速測量，每10秒記錄一次，每10分鐘向HYSY 201匯報一次，并且有大于1.4節的海流時向201匯報，201開始進行應對措施。

三、內波流應急處理方案

荔灣深水項目委托K ongsberg公司對HYSY 201的D P能力進行分析計算，得出船舶在抵抗不同方向來流的最大流速。同時由Saipem公司根據所鋪設管線數據，結合緩鋪與海管疲勞計算分析得出鋪管狀態下HYSY 201船位最大偏移量。

圖4 HYSY 201船D P能力分析示意圖

如果內波流流速在鋪管船D P能力范圍內，則進行正常鋪管作業。對于內波流的抵抗形式可分為兩種：

1.HYSY 201通過調整船艏向抵抗內波流，最大調整角度±10°；

2.HYSY 201不改變船艏向抵抗內波流，船體最大橫向偏移量如下：

允許最大偏移量60m 100m 150m水深200m 500m 1392m

如果內波流流速超出鋪管船D P能力范圍，則進行臨時棄管作業。確認內波流經過后，根據船舶總監、業主代表意見對管線進行回收，繼續正常鋪管作業。

結語

本文基于荔灣3-1深水海管項目，對海洋工程中D P船鋪設海管時如何應對內波流現象進行分析，得出基本監控方法及相對應急措施。該應急方案在荔灣3-1項目中的應用使H YSY 201船成功抵御了海管鋪設過程中的內波流，保障了施工的安全與效率。

[1].S-Lay:DP Capability Analysis,2012.

[2].S-Lay:HYSY201 Operating Limits,2012.

[3].S-Lay:Solition Management Procedure,2013.