工程船舶動力定位系統(tǒng)失效原因及風險控制措施探討

余明剛

摘 要：隨著社會對于海洋的開發(fā)和利用程度逐漸提升，對于工程設備以及定位技術的要求也逐漸提高，動力定位成為各國學者研究的重要課題，同時其在海洋資源應用過程中也承擔著重要的角色。動力定位系統(tǒng)是船舶或者工程平臺能夠通過自身的推進器來進行艏向的定位或者保持固定的位置，此動力定位系統(tǒng)通常應用于常規(guī)錨定定位方式不能夠進行定位作業(yè)的情況下，是一種閉環(huán)性質的控制系統(tǒng)，其應用功能的實現(xiàn)能夠對工程船舶的實際地理位置以及與期望的位置存在的偏差進行測量，并能夠根據(jù)海浪的大小、風向等外界環(huán)境存在的干擾，將船舶回歸到期望位置所需的助推力以及轉矩進行科學的計算，進而實現(xiàn)工程船舶在海洋中的準確定位，保證其生產(chǎn)作業(yè)工作的有序進行。

關鍵詞：動力定位系統(tǒng)；失效原因；風險控制

中圖分類號：U664.81 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0068-02

引言

動力定位系統(tǒng)主要包括：傳感器系統(tǒng)（主要應用于測量工程船舶的地理位置以及工程船舶受到的風浪等客觀干擾情況）、控制器系統(tǒng)（控制器根據(jù)工程船舶的運行情況對預定位置偏差值進行計算，并根據(jù)力學關系測算回歸預期位置需要的推力）、推動器系統(tǒng)（有多個推進器組成推力系統(tǒng)，能夠根據(jù)測算結果對需要產(chǎn)生的推力進行科學的分配）。工程船舶的動力定位系統(tǒng)失效的主要原因有動力偏移或者被動漂移，工程船舶在動力定位系統(tǒng)失效之后必須及時采取有效的應對措施，才能避免發(fā)生重大的事故發(fā)生，以DP鉆井船為例，在動力定位系統(tǒng)失效之后，其鉆井設備或者防噴器等設備可能會被損害，可能會對工程平臺造成巨大的經(jīng)濟損失，還有可能造成海底井噴，進而造成嚴重的海洋污染事故，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都會影響工程船舶的正常工作，甚至給海洋環(huán)境造成不可逆的損害。本文以DP鉆井船和DP鋪管船為例，針對動力定位系統(tǒng)失效原因以及風險控制措施進行探究。

1 工程船舶動力定位系統(tǒng)失效原因分析

由于目前的國際海事承包商組織的相關管理體系中，針對動力定位系統(tǒng)事故事件主要采用自愿上報的工作原則，因而在進行事故分析的過程中，存在一定的局限性，根據(jù)目前的數(shù)據(jù)資料顯示，動力定位系統(tǒng)失效發(fā)生被動漂移事故的概率遠大于動力偏移事故，不同的工程作業(yè)平臺可能發(fā)生的定位系統(tǒng)失效事故也存在不同，根據(jù)不同的事故現(xiàn)象其失效的原因也存在差異。

1.1 導致動力定位系統(tǒng)失效造成被動漂移事故的主要原因

在海洋的工程操作平臺上，其工作開展環(huán)境與陸地存在很大的差異，因而其發(fā)生事故的原因也存在多樣性，工程船舶的動力定位系統(tǒng)失效進而造成被動漂移事故的主要原因有：其一，發(fā)電機、UPS或者高低壓配電系統(tǒng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)故障，進而導致工程船舶的部分作業(yè)面或者全船斷電；其二，動力定位系統(tǒng)的軟硬件故障；其三，工程船舶的惡劣工作環(huán)境和天氣條件；其四，因為工程船舶動力定位操作員的工作失誤，導致其推動器系統(tǒng)的工作異常；其五，傳感器系統(tǒng)無法對船舶的位置進行定位，因而無法促使控制器系統(tǒng)和推動器系統(tǒng)進行正常運作。

1.2 導致動力定位系統(tǒng)失效造成動力偏移事故的主要原因

在DP鉆井船或者DP鋪管船的動力偏移事故中，往往其產(chǎn)生的原因都不是單獨存在的，往往都是結合一些主要的事故故障和次要原因組合發(fā)生的，其主要的事故故障包括：其一，動力定位的操作員進行了錯誤的操作，錯誤的輸入了目標位置數(shù)據(jù)；其二，動力定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)技術故障；其三，傳感器系統(tǒng)即位置參考系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進而導致測量的位置與實際的位置出現(xiàn)差異；其四，推動器系統(tǒng)出現(xiàn)技術故障，導致推進器向不正確的方向輸出推力或者輸出了不正確的推力。產(chǎn)生動力偏移事故的次要原因主要包括：不完善的操作規(guī)程、不正確的技術操作測試以及維護措施的缺失、調試工作或者質保工作不到位等。

2 工程船舶動力定位系統(tǒng)的風險控制措施

海上工程作業(yè)平臺在日常的工作作業(yè)過程中，會將其正常的工作區(qū)域設置為綠色區(qū)域，而將其一定的偏移區(qū)域設置為黃色警戒區(qū)域，而當位移偏差較大的區(qū)域設置為紅色警戒區(qū)域，如果在作業(yè)平臺超越黃色警戒區(qū)域時，作業(yè)平臺則要停止工作作業(yè)，與此同時需要利用司鉆準備采取應急的切斷處置，而當作業(yè)平臺超越紅色警戒線區(qū)域時，則應當及時采取應急切斷措施，并將立管和防噴器啟動，將海下的井口及時關閉。如果在應急措施中出現(xiàn)失誤，則會導致立管或者防噴器設備的損壞，同時也給海上作業(yè)平臺造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至坑內(nèi)導致海底出現(xiàn)井噴事件，進而造成嚴重的海洋生態(tài)環(huán)境污染。

海上的輔管船舶進行輔管作業(yè)時，在進行正常的工作作業(yè)時，由于極易受到外部環(huán)境的變化影響，為實現(xiàn)其能夠保持在預期的航向，其動力定位系統(tǒng)需要不斷的對外部環(huán)境中的風向、洋流方向等因素進行及時的應對反應，進而保證其工作作業(yè)能夠有序進行。輔管船舶在發(fā)現(xiàn)船舶位置出現(xiàn)巨大的位移之后，且無法及時有效的調整應當及時采用棄管作業(yè)，如果棄管作業(yè)失敗，則可能會造成輔管作業(yè)設備的損壞，或者給施工作業(yè)人員造成巨大的安全隱患。但是由于在實際的工作中，棄管作業(yè)需要提前進行數(shù)小時的準備，才能夠保證其工作的有效性，因而輔管船的動力定位系統(tǒng)是其安全工作的重要保證。

2.1 針對不同的失效原因采取有效的風險控制措施

為保證動力定位系統(tǒng)在工程船舶作業(yè)中的有效性和穩(wěn)定性，應當針對不同的失效原因，進而采取針對性的控制管理措施：其一，采用多重的設計方案，以提升動力定位系統(tǒng)應對突發(fā)故障的能力，避免工程船舶出現(xiàn)全船斷電或者部分作業(yè)面斷電的可能性，進而保證船舶系統(tǒng)運行的應用性能；其二，在其系統(tǒng)設計中，采用多種形式和類型的傳感器系統(tǒng)，使得動力定位系統(tǒng)能夠通過多種途徑來獲取位置參考信息；其三，在工程船舶的關鍵部件、設備，需要采用應用功能具有品質保證的產(chǎn)品，同時在設備應用的過程中及時對設備進行管理維護和記錄，對其應用狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并準備相應的備件作為后備應用，利用完善的設備管理流程來保證設備運行的穩(wěn)定性；其四，對于多變的海洋工作環(huán)境和天氣情況進行實時監(jiān)測，并對不良的天氣條件積極采取應對措施。endprint

2.2 加強動力定位系統(tǒng)的操作控制管理

在工程船舶作業(yè)平臺發(fā)生位移之后，需要有動力定位系統(tǒng)的操作員及時的采取相應的控制措施，操作員的操作動作能夠對船舶位移進行及時的干預，能夠避免更嚴重的位移現(xiàn)象以及安全事故的發(fā)生，可以采用以下措施進行操作控制管理：其一，對操作員的控制室進行優(yōu)化設計，保證其操作流程能夠保持人體的工學操作原理，操作臺以及操作信息顯示系統(tǒng)的設置要符合操作員的工作習慣；其二，對動力定位系統(tǒng)的報警系統(tǒng)進行優(yōu)化，包括其信號接收、理解以及處理系統(tǒng)，實現(xiàn)及時的位移報警機制；其三，優(yōu)化操作員的操作作業(yè)流程，使其能夠及時意識到位移偏差的存在，并采取積極的應對處理措施，盡量在最短的時間內(nèi)使船舶歸位，在定位系統(tǒng)失效的情況下，能夠采取正確的應急措施；其四，在日常的工作中，需要定期對操作員進行操作培訓和操作演練，使其能夠在模擬狀態(tài)中，對相關的位移事件采用嫻熟的處理措施。

3 結束語

動力定位系統(tǒng)是工程船舶在海上作業(yè)工作中的重要依靠，其系統(tǒng)失效會給作業(yè)平臺造成巨大的安全風險，動力定位系統(tǒng)失效導致動力偏移或者被動漂移事件的發(fā)生，在利用動力定位系統(tǒng)的作業(yè)過程中，需要采用多樣性的針對措施來保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時增強相關操作人員的操作技術，加強對其的操作培訓和模擬演練，使操作人員能夠嫻熟的進行突發(fā)事件的處理。海洋資源需要不斷的勘探和開發(fā)，進而利用海洋資源為人類的發(fā)展建設服務，相關工作需要加強對于動力定位系統(tǒng)應用的重要性認識，通過有效的技術應用保證海洋勘探和開采工作的安全進行。

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