140米多功能供應(yīng)船基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述

董耀鋒++葉鏑

摘要：本文介紹了140m 多功能海洋平臺供應(yīng)船的技術(shù)要點(diǎn)，對總體設(shè)計(jì)的要點(diǎn)做了分析探討，包括型線設(shè)計(jì)、總布置研究等。為海洋平臺供應(yīng)船的設(shè)計(jì)提供了一種可行的參考方案。

關(guān)鍵詞：多功能 總體布置 海洋平臺 供應(yīng)船

0 引言

海洋平臺供應(yīng)船是為海洋工程服務(wù)的多用途支持、供應(yīng)工作船，是海洋石油、天然氣開發(fā)工程中不可缺少的重要工程技術(shù)裝備。盡管近幾年來，石油價(jià)格一直保持在低位，海洋石油勘探以及鉆采活動也進(jìn)入冬眠期，但是石油和天然氣依然是當(dāng)前最重要的人類能源之一，相信其開發(fā)活動會逐步活躍，相應(yīng)的為海洋工程服務(wù)的平臺供應(yīng)船的需求量也會不斷持續(xù)增加。

目前，海洋平臺供應(yīng)船設(shè)計(jì)船長多為60～90m，船舶儲存空間、儲存能力有限，致使供應(yīng)船難以同時向多個海洋平臺提供作業(yè)物資。本文介紹的140m供應(yīng)船的設(shè)計(jì)能夠在極大程度上解決上述問題，并且該船保留了后續(xù)升級功能，能夠在需要的情況下改裝成“J-lay”類鋪管船和鉆井船。

1 船型概述

本船是大馬力、多功能海洋供應(yīng)船，能夠?yàn)楹Ｉ香@井平臺、大型海洋作業(yè)船提供作業(yè)支持。本船入級為美國船級社（ABS），其動力定位能力為DP3，推進(jìn)器全部采用電力推進(jìn)方式。

1.1 140m供應(yīng)船主尺度

1.2 型線設(shè)計(jì)

本船設(shè)計(jì)為無限航區(qū)，裝載能力強(qiáng)。在設(shè)計(jì)型線時需要滿足規(guī)范所規(guī)定的穩(wěn)性要求的前提下，還要考慮裝載盡可能多的貨物。本船在初步型線設(shè)計(jì)后， 使用WAMIT軟件進(jìn)行水動力分析，結(jié)果證實(shí)該船型水動力性能優(yōu)良。型線圖如圖1-1所示。

1.3 穩(wěn)性分析

（1）完整穩(wěn)性

140m供應(yīng)船可以向海洋平臺供應(yīng)鉆井管、水泥、鉆進(jìn)水、鉆井泥漿等，也可以向海洋工程船提供其它海工作業(yè)物資。其裝載穩(wěn)性和甲板載貨區(qū)裝載貨物時的穩(wěn)性必須滿足相關(guān)規(guī)范要求，因此針對不同的裝載情況，該船的完整穩(wěn)性分析使用軟件NAPA進(jìn)行了綜合分析，滿足ABS規(guī)范要求[1]。

（2）破艙穩(wěn)性

對于破艙穩(wěn)性， 按照SOLAS 的概率法進(jìn)行破艙穩(wěn)性計(jì)算。使用NAPA軟件計(jì)算在結(jié)構(gòu)吃水正浮時及特殊裝載情況下各種破艙狀態(tài)， 結(jié)果均符合SOLAS 的有關(guān)穩(wěn)性衡準(zhǔn)要求及分艙衡準(zhǔn)[2]。

1.4 主要推進(jìn)設(shè)備配備

（1）主機(jī)

主機(jī)最大持續(xù)功率4000kW/ 750rpm×6臺

（2）發(fā)電機(jī)

主發(fā)電機(jī)3860kW×6臺

應(yīng)急發(fā)電機(jī)900kW×1臺

（3）尾部推進(jìn)器

電動全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器 3800kW×2臺，固定螺距；轉(zhuǎn)速 Input rpm 0 to 720 rpm

（4）首、側(cè)推進(jìn)器

首推進(jìn)器：電動可伸縮式全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器 2 200kW×2臺，固定螺距； 轉(zhuǎn)速 Input rpm 0 to 900 rpm

側(cè)推（隧道式）：Tunnel Thruster 1100KW×1臺

2 總體布置[3]

海洋平臺供應(yīng)船由于其高科技含量和特種作業(yè)的復(fù)雜性，需要對總布置進(jìn)行深入細(xì)致的研究和性能優(yōu)化，對其中的特種作業(yè)設(shè)備、特種作業(yè)功能進(jìn)行功能優(yōu)化、布置等綜合技術(shù)研究，使之能在復(fù)雜的海況條件下及時配合海洋工程作業(yè)，為海上鉆井平臺、生活平臺等提供多種作業(yè)服務(wù)?？偛贾脠D見圖2-1所示。

（1）140m機(jī)艙布置具有鮮明的特點(diǎn)，該船共有6臺主機(jī)，分為3機(jī)艙。首部設(shè)置2個機(jī)艙，每個機(jī)艙布置2臺主機(jī)；尾部設(shè)置1個機(jī)艙，布置2臺主機(jī)。另外，每個機(jī)艙都單獨(dú)設(shè)置燃油沉淀柜、日用柜、滑油柜等，以確保3個機(jī)艙都能夠獨(dú)立工作。

（2）140m上建結(jié)構(gòu)采用集裝箱堆放結(jié)構(gòu)，是一種新型的模塊化建造方式，能夠節(jié)省建造成本，縮短建造工期。

3 主要功能設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 裝載能力

供應(yīng)功能是平臺供應(yīng)船為海上平臺服務(wù)的一項(xiàng)最重要功能， 供應(yīng)能力的大小和品種的多少是衡量這類船的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。140m 多功能船可以為平臺供應(yīng)鉆井物資和器材、燃油、淡水以及生活物資。

140m 船的供應(yīng)能力有如下特點(diǎn)：

（1）上層建筑盡量向前布置以增大甲板面積， 使本船甲板凈面積（ 扣除錨甲板） 達(dá)到4000m2；

（2） 主甲板承載能力超強(qiáng)，設(shè)計(jì)載重能力達(dá)10t/m2；

（3） 貨艙區(qū)域設(shè)計(jì)裝載空間為1 500m2；

（4）全船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)減小空船重量。

3.2 超強(qiáng)動力定位能力

動力定位系統(tǒng)能根據(jù)船舶的實(shí)時位置與指定位置的偏差，對船舶各推力器進(jìn)行推力分配，使船盡可能地保持在海上指定的位置或預(yù)定的航跡。動力定位系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合系統(tǒng)，包括：動力系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、推力器系統(tǒng)、遙控推力控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制裝置。140m 供應(yīng)船設(shè)計(jì)為DP3動力定位能力，使用WAMIT軟件進(jìn)行動力定位能力分析，分析結(jié)果表明，該船定位能力滿足規(guī)范要求。

3.3 升級能力

140m多功能船在其左舷中部位置預(yù)留一個7.2m×7.2m的月池，同時因?yàn)榫哂谐瑥?qiáng)的甲板承載能力（10t/m?），能夠使該船隨時升級為小型的“J-lay”類鋪管船和鉆井船。為此船體結(jié)構(gòu)以及電力配備方面已經(jīng)在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行了充分論證。

4 結(jié)束語

140m 多功能船是針對目前海洋石油工程的需要進(jìn)行開發(fā)的。無論從船舶外形設(shè)計(jì)還是設(shè)備布置等方面，與傳統(tǒng)的平臺供應(yīng)船相比較都有較大的優(yōu)勢。目前該船已經(jīng)完成概念設(shè)計(jì)。相信隨著海上石油工程向高技術(shù)、高效率的方向發(fā)展，具有優(yōu)良性能的多用途供應(yīng)船必將會得到普遍重視，其需求也會迅速提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] ABS STEEL VESSEL RULES 2009.

[2] IMO SOLAS 2009

[3]陳可越. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社，1998. 12.

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