78m三用工作船的總體布置及穩(wěn)性探討

趙英策 宋文軍 唐周

摘 要：三用工作船因其作業(yè)環(huán)境的特殊性和功能的多樣性，對(duì)其總體布置及作業(yè)穩(wěn)性就有了一定的特殊要求，本文通過(guò)分析此類船型的主要特點(diǎn)，并依規(guī)范進(jìn)行研究，結(jié)合多年來(lái)海工市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)78m三用工作船的上述特點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)布置和分艙的綜合處理，在保證滿足各種穩(wěn)性的情況下，進(jìn)一步提高船舶的安全及功能多樣性。

關(guān)鍵詞：布置;穩(wěn)性;分艙;破損;

中圖分類號(hào)：U66 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2020）08-0076-03

近年來(lái)，隨著海上石油和天然氣開發(fā)工程的迅猛發(fā)展，為海上工程提供各種服務(wù)的特種工作船舶，已經(jīng)成為海上石油、天然氣勘探和井采工程不可缺少的一個(gè)組成部分。但是考慮到成本的限制，這就需要一種具有多種功能于一身的船型，進(jìn)行平臺(tái)的守護(hù)與保養(yǎng)，三用工作船就是一型不錯(cuò)的選擇?，F(xiàn)結(jié)合某條三用工作船的設(shè)計(jì)與建造，談一談總體布置及穩(wěn)性方面的見解。該船主要量度如下：

總 ? ?長(zhǎng) LOA=78.00m

垂線間長(zhǎng) LPP=70.00m

型 ? ?寬 B=18.00m

型 ? ?深 D=7.80m

最大吃水 d=6.50m

船員定額 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 17 p

最大排水量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6467.8t

最大載重量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3528.3t

最大甲板載貨量 ? ? ? ? ? 1020.0t

航 ? 區(qū) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?無(wú)限航區(qū)

主機(jī)功率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2206kW×4

續(xù)航力 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5000 n mile

航速VK ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?～15.0 kn

1 三用工作船的主要特點(diǎn)

三用工作船主要功能是承擔(dān)海上鉆井平臺(tái)的供應(yīng)支持、守護(hù)、救生、值班、拋起錨拖曳、消防、協(xié)助穿梭油輪進(jìn)行提油作業(yè)、進(jìn)行海面溢油回收和消除油污等。其船型特點(diǎn)是將起居處所及駕駛室設(shè)于艏部，艉部為開敞的貨物甲板。鑒于三用工作船的船型特殊，設(shè)備及艙室布置復(fù)雜，該78m三用工作船的開發(fā)研究，是在總結(jié)國(guó)內(nèi)外三用工作船特點(diǎn)的基礎(chǔ)上并結(jié)合我國(guó)海洋石油開發(fā)的實(shí)際情況進(jìn)行的。

2 主甲板以下艙室布置特點(diǎn)

該船型因需滿足對(duì)平臺(tái)及相應(yīng)船舶的生產(chǎn)生活供應(yīng)、消防等服務(wù)的特點(diǎn)，主甲板以下則需要設(shè)置足夠大的油艙、淡水艙、鉆井水艙、泥漿艙和水泥罐艙以及對(duì)外消防所需要的泡沫艙。為了船舶操縱的平穩(wěn)與安全，需要配置適量的壓載水艙以調(diào)整船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性，為了操縱的靈活性，應(yīng)設(shè)置艏、艉側(cè)推艙。特別需要注意的是燃油艙總艙容需求的處理，在600m3上下時(shí)，因法規(guī)對(duì)燃油艙總艙容大于600m3規(guī)定需要雙殼保護(hù)，為減小艙容的損失和船體建造施工中的不必要麻煩，最好將燃油艙的總艙容調(diào)整到小于600m3為宜。

三用工作船因其作業(yè)的特殊性，在執(zhí)行海洋平臺(tái)守護(hù)和物資供應(yīng)時(shí)，常會(huì)與其它船舶產(chǎn)生一定的碰撞。這就需要考慮船舶破損后仍然具有一定的浮力來(lái)滿足穩(wěn)性的需要。為此，各國(guó)法規(guī)都對(duì)三用工作船提出了分艙及穩(wěn)性的要求，即“破損的橫向范圍，應(yīng)假定為760mm，在船內(nèi)于夏季載重水線平面上，自舷側(cè)向垂直于中縱剖面的方向量取”，這就需要全船特別是機(jī)艙和舵機(jī)艙設(shè)置雙殼保護(hù)。在這種情況下，舵機(jī)艙及機(jī)艙就需要在設(shè)置雙殼保護(hù)后考慮直接通向露天甲板的梯道位置的放置問(wèn)題，因三用工作船的拖帶及甲板的載貨需要，整條船的上層建筑都位于船首部，而中、后部的主甲板區(qū)域主要留作甲板貨的裝載，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的要求，擋貨欄桿外側(cè)的走道寬度至少應(yīng)為700mm，而舵機(jī)艙及機(jī)艙在主甲板上的艙口圍內(nèi)壁尺寸至少也應(yīng)為800×800mm，這就需要將舵機(jī)艙艙口圍布置于走道上，前后設(shè)置踏步，便于人員通過(guò)，而機(jī)艙艙口圍則需放置于擋貨欄桿的正下方（擋貨欄桿結(jié)構(gòu)形式需考慮便于艙口蓋的開啟），以減小對(duì)有限的甲板通道的影響。

3 主甲板以上的艙室布置及設(shè)備擺放特點(diǎn)

為了抵御作業(yè)海區(qū)大風(fēng)大浪的影響，生活區(qū)域至少采用兩層艏樓結(jié)構(gòu)，如此設(shè)置一是可減小甲板上浪，二是增大了船首的浮力，且便于其他需要的布置。

為便于海上拖帶需要，主甲板后部設(shè)置鯊魚鉗及液壓擋纜樁，前部設(shè)置雙滾筒自動(dòng)液壓拖纜機(jī)，中部主要為甲板貨及集裝箱和鉆管的裝載區(qū)域，兩側(cè)設(shè)置擋貨欄桿以防止貨物傾倒滑落;為便于人員的救助，主甲板舷邊開設(shè)有專門的人員救助區(qū)，主甲板室內(nèi)設(shè)有救助室，以便為被救助人員提供必要的幫助，設(shè)計(jì)的人員救助數(shù)量為50人。

考慮船舶作業(yè)環(huán)境較差且工作量大的特點(diǎn)，為提供船員良好的休息環(huán)境，船員室至多為雙人間，并在每個(gè)船員室都配備有一個(gè)獨(dú)立的衛(wèi)生單元。

為滿足其高視域的要求，駕駛室可做到360度環(huán)視無(wú)遮擋。其內(nèi)部劃分為船舶駕駛區(qū)、無(wú)線電區(qū)、海圖區(qū)、貨物及甲板機(jī)械操控區(qū)等多種功能區(qū)。

右舷艏樓后部設(shè)有一臺(tái)2t×18m伸縮吊機(jī)，以便進(jìn)行海上貨品補(bǔ)給之用，在羅經(jīng)甲板的煙囪平臺(tái)上左右舷各設(shè)有兩臺(tái)大功率可360度旋轉(zhuǎn)的消防水炮，以最大限度地增大無(wú)障礙噴射范圍。

4 三用工作船的動(dòng)力特點(diǎn)

因作業(yè)海況復(fù)雜多變、工作類型多樣，這就要求該船在變化多端的裝載狀態(tài)下要兼顧自航、拖帶、錨泊作業(yè)等工況的推進(jìn)性能。特別是迫近鉆井平臺(tái)操作或在風(fēng)浪中起卸貨時(shí)都要求極為靈便，必須具有操作靈活、動(dòng)力充沛等特點(diǎn)。為此需在該船艏艉部各設(shè)置側(cè)向推力裝置，以期達(dá)到靈活的靠、離泊作業(yè)。

本船采用4臺(tái)主機(jī)兩兩并車，供給雙可控螺距槳以充足的推進(jìn)動(dòng)力。因可控螺距槳可以在主機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過(guò)改變螺距和轉(zhuǎn)速來(lái)控制船舶推進(jìn)的動(dòng)力，其推力可大可小、可正可負(fù)，因此在控制船舶航速、航向、進(jìn)退方面都比較靈活，使船、機(jī)、槳的匹配良好，具有效率高、油耗低的低碳節(jié)能的效益。

5 三用工作船的穩(wěn)性特點(diǎn)：

該船型裝載工況多種多樣，其穩(wěn)性要求也隨之變化，按其用途大致可分為如下幾種：

①作供應(yīng)船：裝鉆井水、泥漿、散裝水泥、集裝箱;裝泥漿、甲板貨;裝鉆井水、集裝箱;裝泥漿、鉆管&積水;②作客船;③作消防船;④作拖船。

其中該船作供應(yīng)船，其穩(wěn)性須滿足國(guó)際完整穩(wěn)性的要求，作為客船、消防船和拖船時(shí)其穩(wěn)性須滿足國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)海航區(qū)對(duì)相應(yīng)工況的要求。特別需要說(shuō)明的是，該船在從事海上拖帶作業(yè)時(shí)不得裝載甲板貨，且在海上航行中，從主甲板上的進(jìn)入生活區(qū)域的外門必須保持常閉，為此需要設(shè)置必要的外部梯道進(jìn)行連通。

6 三用工作船的分艙及破損穩(wěn)性特點(diǎn)：

根據(jù)《國(guó)際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》有關(guān)三用工作船的分艙與穩(wěn)性要求，三用工作船的假定破損要求如下：

①假定破損發(fā)生船長(zhǎng)范圍內(nèi)兩水密橫艙壁間的任何位置上。②破損的垂向范圍，應(yīng)假定從載貨甲板下緣或其延長(zhǎng)線向下至全部型深。③破損的橫向范圍，應(yīng)假定為760mm，在船內(nèi)于夏季載重水線平面上，自舷側(cè)向中縱剖面方向垂直量取。

根據(jù)上述假定破損可以看出，該假定破損主要還是依據(jù)該船型的作業(yè)特點(diǎn)而設(shè)定的。因該船的破損事故大多發(fā)生于舷側(cè)碰撞破損及甲板載貨碰撞引發(fā)的破損，且作業(yè)海域多為深水區(qū)，發(fā)生底部擱淺碰撞破損的機(jī)率極其微小，故將其破損假定主要設(shè)置于舷側(cè)。

因該類船型需要供應(yīng)大量的燃油、淡水、鉆井水、泥漿，故其主甲板下大多設(shè)有各型水密的液艙，舷側(cè)的破損穩(wěn)性一般都是可以達(dá)到的，特別需要注意的是舵機(jī)艙通道和機(jī)艙逃口的設(shè)置，因在“2主甲板以下艙室布置特點(diǎn)”內(nèi)已有提及，在此不再贅述。考慮到該船型的供應(yīng)特點(diǎn)，主甲板下的液艙布置要重點(diǎn)考慮液貨及甲板貨等各類供應(yīng)品在海上裝卸后的浮態(tài)變化，各類液艙需合理布置，切不可因同一類液艙過(guò)于集中布置而導(dǎo)致危險(xiǎn)的浮態(tài)工況出現(xiàn)。

考慮到船舶外殼板破損后對(duì)海洋環(huán)境的污染，油艙應(yīng)盡可能避免將船舶外板或船底板作為限界面。

7 結(jié)語(yǔ)

海上石油開發(fā)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大事，我國(guó)海洋石油和天然氣勘探、開采水平與國(guó)際水平相比仍有一定的差距，發(fā)展我國(guó)海上石油和天然氣勘探、開采事業(yè)，研發(fā)各類高新技術(shù)、高性能水平的海上石油和天然氣勘探、開采工程所需的海洋工程輔助船舶，是發(fā)展和提升我國(guó)海上石油開采水平的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作，滿足特種作業(yè)要求的海洋工程輔助船舶也已成為當(dāng)前亟需開發(fā)研究的項(xiàng)目之一。三用工作船因其作業(yè)環(huán)境和作業(yè)種類的多樣性而要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要合理權(quán)衡各方面的利弊，綜合把握船舶在作業(yè)中可能遇到的各種情況，盡可能減小在營(yíng)運(yùn)中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)在此類特種船舶的設(shè)計(jì)、建造中起步較晚，特別是在超深水三用工作船及相關(guān)配套設(shè)備等方面，還有很大的探討空間。

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