工程船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)失效原因及風(fēng)險(xiǎn)控制措施探討

余明剛

摘 要：隨著社會(huì)對(duì)于海洋的開發(fā)和利用程度逐漸提升，對(duì)于工程設(shè)備以及定位技術(shù)的要求也逐漸提高，動(dòng)力定位成為各國(guó)學(xué)者研究的重要課題，同時(shí)其在海洋資源應(yīng)用過(guò)程中也承擔(dān)著重要的角色。動(dòng)力定位系統(tǒng)是船舶或者工程平臺(tái)能夠通過(guò)自身的推進(jìn)器來(lái)進(jìn)行艏向的定位或者保持固定的位置，此動(dòng)力定位系統(tǒng)通常應(yīng)用于常規(guī)錨定定位方式不能夠進(jìn)行定位作業(yè)的情況下，是一種閉環(huán)性質(zhì)的控制系統(tǒng)，其應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)能夠?qū)こ檀暗膶?shí)際地理位置以及與期望的位置存在的偏差進(jìn)行測(cè)量，并能夠根據(jù)海浪的大小、風(fēng)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(zhuǎn)矩進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程船舶在海洋中的準(zhǔn)確定位，保證其生產(chǎn)作業(yè)工作的有序進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力定位系統(tǒng)；失效原因；風(fēng)險(xiǎn)控制

中圖分類號(hào)：U664.81 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）26-0068-02

引言

動(dòng)力定位系統(tǒng)主要包括：傳感器系統(tǒng)（主要應(yīng)用于測(cè)量工程船舶的地理位置以及工程船舶受到的風(fēng)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(yùn)行情況對(duì)預(yù)定位置偏差值進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)力學(xué)關(guān)系測(cè)算回歸預(yù)期位置需要的推力）、推動(dòng)器系統(tǒng)（有多個(gè)推進(jìn)器組成推力系統(tǒng)，能夠根據(jù)測(cè)算結(jié)果對(duì)需要產(chǎn)生的推力進(jìn)行科學(xué)的分配）。工程船舶的動(dòng)力定位系統(tǒng)失效的主要原因有動(dòng)力偏移或者被動(dòng)漂移，工程船舶在動(dòng)力定位系統(tǒng)失效之后必須及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)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(dòng)力定位系統(tǒng)失效之后，其鉆井設(shè)備或者防噴器等設(shè)備可能會(huì)被損害，可能會(huì)對(duì)工程平臺(tái)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能造成海底井噴，進(jìn)而造成嚴(yán)重的海洋污染事故，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都會(huì)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(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)失效原因以及風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行探究。

1 工程船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)失效原因分析

由于目前的國(guó)際海事承包商組織的相關(guān)管理體系中，針對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)事故事件主要采用自愿上報(bào)的工作原則，因而在進(jìn)行事故分析的過(guò)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(dòng)力定位系統(tǒng)失效發(fā)生被動(dòng)漂移事故的概率遠(yuǎn)大于動(dòng)力偏移事故，不同的工程作業(yè)平臺(tái)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(dǎo)致動(dòng)力定位系統(tǒng)失效造成被動(dòng)漂移事故的主要原因

在海洋的工程操作平臺(tái)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(dòng)力定位系統(tǒng)失效進(jìn)而造成被動(dòng)漂移事故的主要原因有：其一，發(fā)電機(jī)、UPS或者高低壓配電系統(tǒng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)故障，進(jìn)而導(dǎo)致工程船舶的部分作業(yè)面或者全船斷電；其二，動(dòng)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?yàn)楣こ檀皠?dòng)力定位操作員的工作失誤，導(dǎo)致其推動(dòng)器系統(tǒng)的工作異常；其五，傳感器系統(tǒng)無(wú)法對(duì)船舶的位置進(jìn)行定位，因而無(wú)法促使控制器系統(tǒng)和推動(dòng)器系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)作。

1.2 導(dǎo)致動(dòng)力定位系統(tǒng)失效造成動(dòng)力偏移事故的主要原因

在DP鉆井船或者DP鋪管船的動(dòng)力偏移事故中，往往其產(chǎn)生的原因都不是單獨(dú)存在的，往往都是結(jié)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(dòng)力定位的操作員進(jìn)行了錯(cuò)誤的操作，錯(cuò)誤的輸入了目標(biāo)位置數(shù)據(jù)；其二，動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)技術(shù)故障；其三，傳感器系統(tǒng)即位置參考系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量的位置與實(shí)際的位置出現(xiàn)差異；其四，推動(dòng)器系統(tǒng)出現(xiàn)技術(shù)故障，導(dǎo)致推進(jìn)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(dòng)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(shù)操作測(cè)試以及維護(hù)措施的缺失、調(diào)試工作或者質(zhì)保工作不到位等。

2 工程船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

海上工程作業(yè)平臺(tái)在日常的工作作業(yè)過(guò)程中，會(huì)將其正常的工作區(qū)域設(shè)置為綠色區(qū)域，而將其一定的偏移區(qū)域設(shè)置為黃色警戒區(qū)域，而當(dāng)位移偏差較大的區(qū)域設(shè)置為紅色警戒區(qū)域，如果在作業(yè)平臺(tái)超越黃色警戒區(qū)域時(shí)，作業(yè)平臺(tái)則要停止工作作業(yè)，與此同時(shí)需要利用司鉆準(zhǔn)備采取應(yīng)急的切斷處置，而當(dāng)作業(yè)平臺(tái)超越紅色警戒線區(qū)域時(shí)，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取應(yīng)急切斷措施，并將立管和防噴器啟動(dòng)，將海下的井口及時(shí)關(guān)閉。如果在應(yīng)急措施中出現(xiàn)失誤，則會(huì)導(dǎo)致立管或者防噴器設(shè)備的損壞，同時(shí)也給海上作業(yè)平臺(tái)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至坑內(nèi)導(dǎo)致海底出現(xiàn)井噴事件，進(jìn)而造成嚴(yán)重的海洋生態(tài)環(huán)境污染。

海上的輔管船舶進(jìn)行輔管作業(yè)時(shí)，在進(jìn)行正常的工作作業(yè)時(shí)，由于極易受到外部環(huán)境的變化影響，為實(shí)現(xiàn)其能夠保持在預(yù)期的航向，其動(dòng)力定位系統(tǒng)需要不斷的對(duì)外部環(huán)境中的風(fēng)向、洋流方向等因素進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)對(duì)反應(yīng)，進(jìn)而保證其工作作業(yè)能夠有序進(jìn)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(wú)法及時(shí)有效的調(diào)整應(yīng)當(dāng)及時(shí)采用棄管作業(yè)，如果棄管作業(yè)失敗，則可能會(huì)造成輔管作業(yè)設(shè)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(shí)際的工作中，棄管作業(yè)需要提前進(jìn)行數(shù)小時(shí)的準(zhǔn)備，才能夠保證其工作的有效性，因而輔管船的動(dòng)力定位系統(tǒng)是其安全工作的重要保證。

2.1 針對(duì)不同的失效原因采取有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施

為保證動(dòng)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(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的失效原因，進(jìn)而采取針對(duì)性的控制管理措施：其一，采用多重的設(shè)計(jì)方案，以提升動(dòng)力定位系統(tǒng)應(yīng)對(duì)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(jìn)而保證船舶系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用性能；其二，在其系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用多種形式和類型的傳感器系統(tǒng)，使得動(dòng)力定位系統(tǒng)能夠通過(guò)多種途徑來(lái)獲取位置參考信息；其三，在工程船舶的關(guān)鍵部件、設(shè)備，需要采用應(yīng)用功能具有品質(zhì)保證的產(chǎn)品，同時(shí)在設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理維護(hù)和記錄，對(duì)其應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并準(zhǔn)備相應(yīng)的備件作為后備應(yīng)用，利用完善的設(shè)備管理流程來(lái)保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；其四，對(duì)于多變的海洋工作環(huán)境和天氣情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)不良的天氣條件積極采取應(yīng)對(duì)措施。endprint

2.2 加強(qiáng)動(dòng)力定位系統(tǒng)的操作控制管理

在工程船舶作業(yè)平臺(tái)發(fā)生位移之后，需要有動(dòng)力定位系統(tǒng)的操作員及時(shí)的采取相應(yīng)的控制措施，操作員的操作動(dòng)作能夠?qū)Υ拔灰七M(jìn)行及時(shí)的干預(yù)，能夠避免更嚴(yán)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(jìn)行操作控制管理：其一，對(duì)操作員的控制室進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證其操作流程能夠保持人體的工學(xué)操作原理，操作臺(tái)以及操作信息顯示系統(tǒng)的設(shè)置要符合操作員的工作習(xí)慣；其二，對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，包括其信號(hào)接收、理解以及處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的位移報(bào)警機(jī)制；其三，優(yōu)化操作員的操作作業(yè)流程，使其能夠及時(shí)意識(shí)到位移偏差的存在，并采取積極的應(yīng)對(duì)處理措施，盡量在最短的時(shí)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(yīng)急措施；其四，在日常的工作中，需要定期對(duì)操作員進(jìn)行操作培訓(xùn)和操作演練，使其能夠在模擬狀態(tài)中，對(duì)相關(guān)的位移事件采用嫻熟的處理措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

動(dòng)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(huì)給作業(yè)平臺(tái)造成巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)力定位系統(tǒng)失效導(dǎo)致動(dòng)力偏移或者被動(dòng)漂移事件的發(fā)生，在利用動(dòng)力定位系統(tǒng)的作業(yè)過(guò)程中，需要采用多樣性的針對(duì)措施來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)增強(qiáng)相關(guān)操作人員的操作技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)其的操作培訓(xùn)和模擬演練，使操作人員能夠嫻熟的進(jìn)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(jìn)而利用海洋資源為人類的發(fā)展建設(shè)服務(wù)，相關(guān)工作需要加強(qiáng)對(duì)于動(dòng)力定位系統(tǒng)應(yīng)用的重要性認(rèn)識(shí)，通過(guò)有效的技術(shù)應(yīng)用保證海洋勘探和開采工作的安全進(jìn)行。

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