淺談平臺供應(yīng)船DP模式靠泊海上設(shè)施

◎ 鄭木全 交通運(yùn)輸部廣州打撈局

石油天然氣是世界經(jīng)濟(jì)命脈，但是百分之七十油氣資源都蘊(yùn)藏在深海。近年來我國海洋石油的勘探開發(fā)向深海進(jìn)軍，這對海上平臺支持船來說是新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在水更深、海況更復(fù)雜的情況下，如何安全靠泊海上設(shè)施，這對船長的船藝、船長對船舶靠泊設(shè)備（動力定位系統(tǒng)）的操作都提出了更高的要求。

1.船舶靠泊安全的重要性

安全是企業(yè)立身之本，只有通過嚴(yán)格的管理，落實(shí)各項(xiàng)作業(yè)的規(guī)范操作，夯實(shí)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)才能更好地實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境的和諧統(tǒng)一。掌握不同作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)要素，做好風(fēng)險(xiǎn)分析，將隱患消除在萌芽之中。

對于平臺供應(yīng)船來說，靠泊海上設(shè)施作業(yè)是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性極高的作業(yè)。近年來發(fā)生了多起海上平臺支持船舶碰撞海上設(shè)施的事故，造成了財(cái)產(chǎn)損失和惡劣影響，甚至還造成人命傷亡。通過對多起事故分析，人員操作不當(dāng)是船舶險(xiǎn)情事故發(fā)生的主要原因，如何深刻吸取事故教訓(xùn)，提升船舶操控能力，是船舶安全靠泊必須思考與解決的問題。船長、駕駛員和DPO應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解《船舶靠泊海上設(shè)施作業(yè)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定內(nèi)容，熟悉船舶的性能，掌握船舶的操控技能。對于筆者所在的DP2動力定位船舶來說，為實(shí)現(xiàn)船舶精度可靠、性能穩(wěn)定的船舶定點(diǎn)作業(yè)和預(yù)設(shè)條件船舶航行能力，根據(jù)船舶作業(yè)海域的環(huán)境，如何設(shè)置DP系統(tǒng)匹配的定位精度、增益、加速度、速度、轉(zhuǎn)向速率、船舶吃水等參數(shù)，運(yùn)用DP系統(tǒng)的智能化和高精化實(shí)現(xiàn)船舶安全靠泊，滿足不同作業(yè)的需求，是船長以及DPO一直研究與學(xué)習(xí)的專題。

2.船舶動力定位系統(tǒng)

伴隨開發(fā)海上石油天然氣走向深海，DP（動力定位系統(tǒng)）已成為不可或缺的重要設(shè)備，也是油田支持船發(fā)展的一大趨勢。船舶動力定位（DP,Dynamically Positioned)是指船舶能夠自動通過使用推進(jìn)器的動力以及單個(gè)或者多個(gè)位置參照設(shè)備來保持船舶的艏向和船位。

3.PSV靠離海上設(shè)施的操作

在靠泊平臺作業(yè)中，船長提前掌握作業(yè)海域的風(fēng)、流等外部環(huán)境，選擇合適的靠泊船艏向和船位，合理運(yùn)用好動力定位系統(tǒng)的輔助，全面了解船舶的DP系統(tǒng)以及DP控制臺的操作，遵循結(jié)構(gòu)化的“熟悉”程序，閱讀相關(guān)手冊、DP 事故報(bào)告、FMEA、DP操作手冊以及與DP相關(guān)的所有歷史記錄文件，熟悉在DP模式下已確定的最嚴(yán)重故障，遵守最安全操作模式（SMO）和特定活動操作指南（ASOG），制定DP操作的計(jì)劃，進(jìn)行作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評估，才能在合理范圍內(nèi)確保安全的DP操作。除此之外，船長和DPO應(yīng)提前考慮異常操作及緊急情況，分析并熟悉評估異常操作的風(fēng)險(xiǎn)和后果，船長還得具備手操控制船舶的能力，一旦DP系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重狀況，可以應(yīng)急轉(zhuǎn)化為手操模式控制船舶。

3.1 了解新型PSV的操縱性能及DP應(yīng)用（以德恒輪為例）

（1）新型PSV以電推船為主流，一般主推器配備全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，手動操縱和一般拖輪有很大區(qū)別，主要有三點(diǎn)：①兩個(gè)全回轉(zhuǎn)吊艙手動操縱相對復(fù)雜，而且不能直接從進(jìn)車直接到倒車，必須降低轉(zhuǎn)速，然后旋轉(zhuǎn)主推，從進(jìn)車位置到倒車位置有一定的時(shí)間差。高速航行遇緊急情況需要迅速減速需緩慢減小轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速減小到50%以下再采取小角度（如20-30度）對推，待船速降低到合適范圍（如之前航速的一半以下）再將推進(jìn)器倒轉(zhuǎn)進(jìn)行倒車。②四個(gè)推進(jìn)器全部是固定螺距槳通過變頻調(diào)轉(zhuǎn)速，操縱特點(diǎn)和普通拖輪的CPP有很大不同；③PSV一般噸位和尺度偏大（本船船長93.8米、船寬20米、設(shè)計(jì)吃水8米），船舶慣性較大，受風(fēng)面積也較大，靠平臺操縱時(shí)抗浪性較好但首搖嚴(yán)重。要想適應(yīng)這種操縱方式，就要對本船的推進(jìn)器布局很了解，熟練推進(jìn)器的推力方向和大小，熟悉其慣性，就能很好的操縱船舶，即使在DP模式下也能更精準(zhǔn)的操縱。

（2）DP2船舶可以分成三種操作：手操模式、獨(dú)立操作杠模式、主DP模式。獨(dú)立操作杠系統(tǒng)是主DP控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，當(dāng)主DP控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題可以轉(zhuǎn)換為獨(dú)立操作杠模式，但是獨(dú)立操縱桿模式，只能自動限定艏向，用手柄控制船舶的縱向速度。像本船的DP控制系統(tǒng)為Rolls-Royce DP2 ICON型，DP控制系統(tǒng)由一個(gè)ICON 主DP控制系統(tǒng)和一個(gè)PCSCON cJoy獨(dú)立操縱桿系統(tǒng)組成，ROLLS-ROYCE兩個(gè)系統(tǒng)的操作桿都是獨(dú)立分開的，而康斯伯格的兩個(gè)系統(tǒng)的操作桿是合二為一的，操作桿可以選擇兩種不同的操作系統(tǒng)。

（3）DP控制系統(tǒng)收到位置參考系統(tǒng)和船舶傳感器的信息而計(jì)算每個(gè)推進(jìn)器的推力大?。妱訖C(jī)扭力）和方向，以抵消風(fēng)、洋流和波浪運(yùn)動產(chǎn)生的影響來保持船舶的相對位置。DP將所有外力（包括波浪產(chǎn)生的力、表層流以及位置參考系統(tǒng)的誤差）的合力進(jìn)行計(jì)算，在DP上顯示為“洋流”，俗稱“DP流”。DP流不是實(shí)際的洋流，它也不是固定的，隨著外界環(huán)境載荷的變化而變化，即使在相同的環(huán)境下，不同的艏向，DP流的變化也會非常大（由于不同的艏向，船的受力面積不同，所以外界產(chǎn)生的力也差異很大，一般風(fēng)流合力與船舶縱向的夾角越大，DP流越大）。

3.2 運(yùn)用DP模式靠泊海上設(shè)施，相關(guān)參數(shù)設(shè)置

（1）精度選擇：必選高精度。

（2）增益的設(shè)定：艏向設(shè)定中和船位設(shè)定中均有增益高中低可選擇，增益高低就是船舶的響應(yīng)速度的快慢，高增益相對于低增益，響應(yīng)更快并使得推進(jìn)器更活躍，所以平靜的海況選擇低增益就可以免過沖，高增益應(yīng)用于惡劣海況。

（3）最高船舶速度和轉(zhuǎn)頭速率設(shè)置，DP模式最高速度和轉(zhuǎn)頭速率的設(shè)定只是限定在Auto DP的模式下，所以一般最高速度設(shè)定為0.6節(jié)，轉(zhuǎn)動率為40度/分。

（4）DP操作模式轉(zhuǎn)心（Rotation Point）的設(shè)置：DP船可以在DP設(shè)置（settings)面板上選擇Pivot，直接設(shè)置船舶在DP操縱的轉(zhuǎn)心，有船中（midship）、船艏（bow)、船艉(stern)可以選擇，像羅羅系統(tǒng)還可以直接設(shè)置在距船艏或船艉任何一個(gè)距離上。船舶在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，艏側(cè)推的作用力產(chǎn)生的船舶旋轉(zhuǎn)點(diǎn)在距船艉約1/3船長處，艉側(cè)推的作用力產(chǎn)生的船舶旋轉(zhuǎn)點(diǎn)在距船艏約1/3船長處。船舶在向前運(yùn)動時(shí)，旋轉(zhuǎn)中心處于距船艏（1/8～1/3）船長處，從船艏1/8船長處隨著速度的增加往1/3船長處轉(zhuǎn)移；船舶在向后運(yùn)動時(shí)，旋轉(zhuǎn)中心處于距船艉（1/8～1/3）船長處，從船艉1/8船長處隨著速度的增加往1/3船長處轉(zhuǎn)移?？梢奃P轉(zhuǎn)心的設(shè)置直接影響船舶的操縱性能和推進(jìn)器的負(fù)荷，可以根據(jù)實(shí)際情況巧妙的設(shè)置船舶的轉(zhuǎn)心，使船舶用比較小的負(fù)荷就可以達(dá)到比較好的操縱效果。比如在船艉有管線作業(yè)過程中需要調(diào)整艏向時(shí)可以選擇轉(zhuǎn)心在船艉，這樣船艉移動的距離就不會太大，不會影響管線作業(yè)，但是這種情況下首側(cè)推的負(fù)荷會較大，要注意觀察。

（5）自動位置和艏向報(bào)警設(shè)置：每次DP操作都應(yīng)對自動船位和艏向進(jìn)行預(yù)報(bào)警和報(bào)警值設(shè)置。設(shè)定的預(yù)報(bào)警值應(yīng)盡量低，并且不得超過下列規(guī)定值：重要偏移極限值不得超過船舶和任何附近結(jié)構(gòu)物或障礙物之間隔離距離的一半；允許偏移極限值不得超過重要偏移極限值的一半。一般靠泊海上設(shè)施，船位的預(yù)報(bào)警為2.5米，報(bào)警值為5米，艏向的預(yù)報(bào)警為2.0，報(bào)警值為3.0.

（6）系統(tǒng)報(bào)警值設(shè)置：（CQA)系統(tǒng)能力儲存的報(bào)警設(shè)置至關(guān)重要，如果達(dá)到報(bào)警，就說明DP系統(tǒng)的能力已經(jīng)沒有能力控制船舶，因此DP系統(tǒng)就會對推進(jìn)器放棄控制，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)能力儲存的預(yù)報(bào)警，就要盡短時(shí)間調(diào)整船位或者艏向，做好隨時(shí)手動操縱船舶的準(zhǔn)備。這個(gè)報(bào)警值的設(shè)置不能太高也不能太低，太低很容易就會讓DP系統(tǒng)失去對船舶的控制，太高又容易造成船舶過載而進(jìn)一步發(fā)生不可控的局面。CQA warn reserve系統(tǒng)能力儲存的預(yù)報(bào)警，這個(gè)一般設(shè)置20%，CQA alarm reserve系統(tǒng)能力儲存的預(yù)報(bào)警,這個(gè)一般設(shè)置10%。

3.3 規(guī)范靠泊海上設(shè)施步驟

3.3.1 船舶進(jìn)入平臺安全區(qū)前的準(zhǔn)備工作

1）船舶在抵達(dá)前不少于1H與海上設(shè)施聯(lián)系并報(bào)告預(yù)計(jì)抵達(dá)時(shí)間，確認(rèn)作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)內(nèi)容。

2）船舶接近海上設(shè)施2n mile時(shí)，值班駕駛員通知船長上駕駛臺。船舶操作模式由自動舵轉(zhuǎn)換為手動控制狀態(tài)，航速降低至8kn以內(nèi)?？紤]到PSV較大的慣性和推進(jìn)器不宜過快減速，建議先把轉(zhuǎn)速降到60%以下，為可能的操縱做好準(zhǔn)備，DP船舶要提前通知機(jī)艙分區(qū)（bus-tie OPEN)，分區(qū)情況見圖1。

圖1 德恒輪推進(jìn)器及分區(qū)布局

3）船舶駕駛臺、甲板作業(yè)人員需統(tǒng)一和海上設(shè)施統(tǒng)一的溝通頻道，作業(yè)前開個(gè)BOX TOOL MEETING，根據(jù)作業(yè)任務(wù)，對靠泊及后甲板作業(yè)進(jìn)行JSA或風(fēng)險(xiǎn)評估，并針對風(fēng)險(xiǎn)落實(shí)防范措施。

4）通知機(jī)艙做好進(jìn)入安全區(qū)準(zhǔn)備，輪機(jī)長應(yīng)到機(jī)艙并完成DP機(jī)艙檢查表。

5）調(diào)整艏向，把船的航跡線往海上設(shè)施的下風(fēng)流一側(cè)的500米邊緣處靠近，主推慢慢降轉(zhuǎn)速，接近海上設(shè)施600米處船速小于3節(jié)，然后把手操模式切換為DP模式，用DP手柄控制船舶到500m處速度降到0.5以下，啟動首側(cè)推并加入DP，轉(zhuǎn)為Auto DP定位在當(dāng)前位置。檢查各推進(jìn)器的狀況，看DP的指令和推進(jìn)器的執(zhí)行情況是否協(xié)調(diào)，推進(jìn)器的負(fù)荷情況；船位穩(wěn)定后記下DP流的大小和方向，這個(gè)對下一步靠泊有很大的指導(dǎo)作用；檢查各傳感器（本船配備3臺風(fēng)向風(fēng)速儀，3臺電羅經(jīng)，3臺MRU運(yùn)動參考裝置)是否進(jìn)入DP系統(tǒng)，運(yùn)行是否良好;檢查位置參考系統(tǒng)運(yùn)行情況；完成相關(guān)設(shè)備與系統(tǒng)的檢查，并完成“進(jìn)入安全區(qū)前DP檢查表”及“船舶進(jìn)入海上平臺設(shè)施500米半徑范圍安全檢查表”。關(guān)閉雷達(dá)，報(bào)告海上設(shè)施中控，得到允許方可進(jìn)入安全區(qū)。

6）進(jìn)入安全區(qū)前，船長可以通過當(dāng)前的風(fēng)向風(fēng)力，和DP流并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)可以比較準(zhǔn)確地判斷流水方向和大小，結(jié)合作業(yè)方式、當(dāng)前海況選擇靠泊方式和進(jìn)入安全區(qū)后的操作計(jì)劃。

3.3.2 進(jìn)入安全區(qū)靠泊平臺的操作

1）船長親自操縱船舶，DP 船舶可以選擇用DP 手柄操縱，AUTO Heading,DP手柄直接控制船舶的縱移和橫移速度，把船位移到試靠點(diǎn)，調(diào)整合適的艏向，然后啟動Auto DP。

2）進(jìn)入安全區(qū)的航速不超過4kn，大型PSV慣性大，進(jìn)車到倒車時(shí)間差較大，用DP手柄操縱，船長應(yīng)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)提前減速，應(yīng)確保在接近海上設(shè)施時(shí)可以在安全距離內(nèi)把船停住。

3）提前規(guī)劃好逃離路線，逃離路線應(yīng)為正?；蛘邞?yīng)急情況船舶離開作業(yè)地點(diǎn)提供一條明確的路徑。要讓值班駕駛員做好監(jiān)測，確保這條逃跑路線沒有其他船舶。

4）靠泊海上設(shè)施前，必須選擇離海上設(shè)施靠泊處不少于1.5～2.5倍船長（取決于風(fēng)流海況）為船舶試靠點(diǎn)，DP船舶應(yīng)在試靠泊點(diǎn)完成DP 定位并船位保持能力驗(yàn)證至少15min～30min（手操船舶驗(yàn)證至少10min～15min）觀察驗(yàn)證評估結(jié)果，結(jié)果滿意則可按計(jì)劃接近海上設(shè)施。

5）船舶靠泊方式分為船頭頂風(fēng)流、船尾頂風(fēng)流和橫風(fēng)流。船頭頂風(fēng)流的優(yōu)點(diǎn)：海況較差的情況下可以避免后甲板上浪，保證后甲板作業(yè)人員的安全；首推不需太大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，減小設(shè)備壓力；適合作業(yè)時(shí)間較長的作業(yè)任務(wù)；缺點(diǎn)：海上設(shè)施的吊車對甲板貨物覆蓋范圍可能較小；海上設(shè)施在下風(fēng)時(shí)會增大作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。船尾頂風(fēng)流的優(yōu)點(diǎn)：相對于船頭頂流，船尾頂流更易把握船舶艏向；缺點(diǎn)：大浪較大時(shí)后甲板易上浪影響甲板作業(yè)安全。橫風(fēng)流,這種靠泊方式基本不被采用，推進(jìn)器負(fù)荷大，很容易造成主發(fā)負(fù)荷過大而失電。

6）確定試靠艏向和試靠點(diǎn)的選擇非常重要，它直接影響到船舶的靠泊安全和靠泊的準(zhǔn)確性。向德恒輪這種大型PSV試靠點(diǎn)一般選擇在海上設(shè)施的下風(fēng)流側(cè)的海上設(shè)施縱向30度的延伸線150米處,如果必須得在上風(fēng)流側(cè)宜在200米處，且要確保能在緊急情況下逃跑。

3.3.3 駛離海上設(shè)施

1）船舶作業(yè)結(jié)束與海上設(shè)施中控溝通確認(rèn)，經(jīng)海上設(shè)施許可方可離開。

2）駛離海上設(shè)施前，船長應(yīng)完成“駛出安全區(qū)前船舶核查表”，確認(rèn)船艏安全距離內(nèi)無船舶及礙航物，盡量往海上設(shè)施的下風(fēng)流側(cè)方向離開。

3）船舶的控制站或者模式轉(zhuǎn)換應(yīng)在距海上設(shè)施不少于1.5～2.5倍船長（取決于風(fēng)流海況）外進(jìn)行，避免在海上的上風(fēng)流側(cè)轉(zhuǎn)換。如果需要合區(qū)巡航應(yīng)選擇在安全區(qū)外操作，必須要在海上設(shè)施的下風(fēng)流側(cè)，而且要確保船舶的下風(fēng)流側(cè)附近沒有船舶和障礙物。

4）當(dāng)與海上設(shè)施有足夠的安全距離時(shí)才可進(jìn)行較大幅度的轉(zhuǎn)向，避免船頭船尾與海上設(shè)施發(fā)生碰撞。

5）當(dāng)駛出安全區(qū)后應(yīng)向海上設(shè)施進(jìn)行報(bào)告，船長做好與駕駛員的駕控權(quán)交接，使駕駛員明確當(dāng)前操作模式、設(shè)備狀態(tài)、船舶下一步動向等動態(tài)。

4.結(jié)束語

要保證DP船舶的安全靠泊，船長就必須熟悉本船的操縱性能，了解熟悉DP 操縱，能充分發(fā)揮DP的優(yōu)點(diǎn)，但又不能完全依賴它。