浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置拖航過程中臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)選擇

崔正明

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

1 概述

1.1 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置簡(jiǎn)介

浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading System，簡(jiǎn)稱FPSO)是集儲(chǔ)油、卸油、發(fā)電、油氣處理、控制、生活等功能于一體的海上油氣處理裝置。FPSO是漂浮在海面上的一個(gè)浮體，是系泊在單點(diǎn)系泊裝置上，圍繞單點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)且具有風(fēng)向標(biāo)效應(yīng)的油氣生產(chǎn)裝置，它具有船舶的安全特性，如浮性、穩(wěn)性、抗沉性、耐波性和強(qiáng)度等，大部分FPSO本身并沒有動(dòng)力，需要依靠拖輪進(jìn)行拖航完成它的運(yùn)輸。

1.2 FPSO拖航避碰規(guī)則

在FPSO拖航過程中，主要有以下風(fēng)險(xiǎn)：

1)風(fēng)浪流的影響。風(fēng)、浪、流在拖航過程中會(huì)增加FPSO拖航的阻力，會(huì)讓FPSO在拖航過程中產(chǎn)生顛簸、要換，影響拖輪的操作，讓拖航操作困難，航向不穩(wěn)定等。

2)交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。在拖航過程中，拖帶系統(tǒng)包括了主拖輪、守護(hù)拖輪及被拖物FPSO。這個(gè)組合的長(zhǎng)度通?？蛇_(dá) 500 m 以上，臨時(shí)調(diào)整方向或航速非常困難。如果遇到其他航行的船舶，需要提前預(yù)警以防止碰撞，而且作業(yè)過程中要保證信息傳達(dá)的準(zhǔn)確，溝通流暢。

FPSO在海上拖航過程中，必須遵循“國(guó)際海上避碰規(guī)則”、船舶檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)海船信號(hào)設(shè)備的規(guī)定，同時(shí)，作為被拖物，還應(yīng)該滿足各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)航行燈、信號(hào)燈的設(shè)計(jì)和安裝要求。

FPSO對(duì)外的燈光信號(hào)分為航行燈、信號(hào)燈、號(hào)型等。FPSO對(duì)外的燈光信號(hào)是直接關(guān)系到FPSO安全的可視信號(hào)，因此FPSO上設(shè)置的燈光信號(hào)應(yīng)嚴(yán)格遵照船舶有關(guān)航行信號(hào)設(shè)備規(guī)范和海上平臺(tái)關(guān)于導(dǎo)航的等設(shè)備的規(guī)范進(jìn)行設(shè)置，以使所設(shè)置的燈光能正確地對(duì)外表達(dá)FPSO的位置、狀態(tài)和動(dòng)向。航行燈、信號(hào)燈不僅要在日沒至日出期間點(diǎn)燃，并且在能見度不良或其他一切認(rèn)為必要的情況下，同樣要能點(diǎn)燃，并顯示。

臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)的目的：為了保證被拖物的安全，避免遭到來往航行及作業(yè)船舶的碰撞而安裝的可視信號(hào)系統(tǒng)。

根據(jù)國(guó)際海上避碰公約，一被拖船或被拖物體應(yīng)顯示：

1) 兩盞弦燈；2) 一盞艉燈；3) 當(dāng)拖帶長(zhǎng)度超過 200 m 時(shí),在最易見處顯示一個(gè)菱形體號(hào)型；4) 如寬度為 25 m 或 25 m 以上時(shí),在兩側(cè)最寬處或接近最寬處,另加兩盞環(huán)照白燈；5) 如長(zhǎng)度超過 100 m,在1)和2)項(xiàng)規(guī)定的號(hào)燈之間,另加若干環(huán)照白燈,使得這些燈之間的距離不超過 100 m；6) 在最后一艘被拖船舶或物體的末端或接近末端處,顯示一個(gè)菱形體號(hào)型,如果拖帶長(zhǎng)度超過 200 m 時(shí),在盡可能前部的最易見處另加一個(gè)菱形體號(hào)型。

國(guó)際海上避碰公約中，定義了如下臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)：

“舷燈”是指右舷的綠燈和左舷的紅燈，各在112.5°的水平光弧內(nèi)顯示不間斷的燈光，其裝置要使燈光從船的正前方到各自一舷正橫后22.5°內(nèi)分別顯示。長(zhǎng)度小于 20 m 的船舶，其舷燈可以合并成一盞，裝設(shè)于船的首尾中心線上。

“艉燈”是指安置在盡可能接近船艉的白燈，在135°的水平弧內(nèi)顯示不間斷的燈光，其裝置要使燈光從船的正后方到每一舷67.5°內(nèi)顯示。

“閃光燈”是指每隔一定時(shí)間以頻率為閃120次/min或120次以上的號(hào)燈。

并且根據(jù)避碰公約，以上號(hào)燈應(yīng)該在3海里處能夠被看到。

2 FPSO臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)選擇

以某條30萬t級(jí)FPSO拖航為例，其拖帶長(zhǎng)度已超過了 500 m，根據(jù)國(guó)際海上避碰公約，設(shè)置了以下臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)：

1) 在左舷最外側(cè)，設(shè)置了一個(gè)紅色舷燈；

2) 在右舷最外側(cè)，設(shè)置了一個(gè)綠色舷燈；

3) 在船艉突出的小平臺(tái)上，設(shè)置了一個(gè)白色艉燈；

4) 在左右舷突出的甲板上，每一舷都設(shè)置了6盞白色環(huán)照燈；

5) 因?yàn)檫M(jìn)出的港口有航空口岸，有飛機(jī)來往，而FPSO的火炬臂最高處距海平面超過了 70 m，為防止飛機(jī)碰撞，在火炬臂最頂端設(shè)置一盞紅色閃光燈；

6) 在船艉生活樓后，設(shè)置了一個(gè)黑色菱形號(hào)型。

2.1 舷燈、艉燈

由于本次拖航期間，F(xiàn)PSO上沒有發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，沒有電源，因此所選用的號(hào)燈均為太陽能供電型。如圖1所示。

圖1 選用的舷燈、艉燈

太陽能供電型的航行燈無需安裝電纜，一次充電后可用 150 h，并且無需更換燈泡。

在航行燈上，有雙重開關(guān)，可以使航行燈持續(xù)工作，也可以使航行燈夜間自動(dòng)開啟工作，白天自動(dòng)關(guān)閉。由于船舷燈需要特定角度，所以在航行燈透鏡內(nèi)設(shè)置了專用擋板，以滿足航行需要。具體的航行燈選用型號(hào)見表1。

表1 航行燈型號(hào)

2.2 環(huán)照燈、閃光燈

本次選用的環(huán)照燈、閃光燈均為太陽能供電型，環(huán)照燈為白色常亮，閃光燈為紅色閃爍。因?yàn)樵谶M(jìn)出的港口附近有飛機(jī)起落，而拖航的FPSO最高處為火炬臂，距水面高度達(dá)到了 75 m，因此需要在火炬臂最高處安裝一盞紅色閃光燈，以提示飛機(jī)的避讓。閃光燈閃爍的頻率為120次/min。

因?yàn)镕PSO長(zhǎng)度近 300 m，在FPSO左右船舷安裝了白色環(huán)照燈，以顯示FPSO的外形輪廓。閃光燈和環(huán)照燈水平光弧均為360°。如表2。

表2 環(huán)照燈、閃光燈型號(hào)

2.3 號(hào)型

號(hào)型是用于顯示航行或拖航船舶的動(dòng)態(tài)、種類和工作性質(zhì)的的信號(hào)，分為球體、圓柱體、圓錐體、菱形等黑色形體，需要在白天能夠顯示。根據(jù)避碰公約，拖帶長(zhǎng)度大于 200 m 的被拖物，被拖物在船尾顯見處應(yīng)按照一個(gè)黑色菱形號(hào)型

3 航行燈最大可見距離

拖航期間，航行燈最大可見距離的要求為 3 n mile 以上，即光能見距離，燈所能照射的最大距離，可以通過下式進(jìn)行計(jì)算：

(1)

其中，I為燈光強(qiáng)度(cd)；E為目視光線最小強(qiáng)度(為0.67cd/n mile2)；T為空氣中光的傳播系數(shù)(通常為0.85)；d為光力能見距離(m);D值為考慮地面蒙氣差和地面曲率等影響后，測(cè)試者理論上能看到的物體的最大距離，由公式(2)確定：

(2)

其中,e為測(cè)試者所站位置的眼高(m)，H為被測(cè)物體的高度(m)。

通過上面公式的計(jì)算，本項(xiàng)目所選用的各個(gè)航行燈符合要求。

4 航行燈安裝

對(duì)于航行燈的安裝有如下要求：

舷燈應(yīng)對(duì)稱布置在與縱中線面中的垂直線上，最好裝在舷側(cè)；雙色燈裝在船縱中線面中；舷燈的安裝高度不超過前桅燈高度的3/4。

本次拖航距離較長(zhǎng)，安裝航行的支架需要適應(yīng)海洋環(huán)境，因此，選用的支架均為鋼支架并進(jìn)行噴漆防腐處理，航行燈的底座為圖2所示。支架的法蘭盤與航行燈底座吻合并可以用螺栓固定。

圖2 航行燈安裝的地面法蘭盤

5 結(jié)語

浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置的臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)是其拖航工作中非常重要的一部分，拖航的可靠性以及導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性是安全拖航的最大保障，沒有臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)，拖航的安全就無從提起，它為拖航工作保駕護(hù)航。

因此，在臨時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造和安裝過程中要嚴(yán)格遵守規(guī)章準(zhǔn)則，將拖航的安全隱患降到最低，使拖航可靠地運(yùn)行。