70 mDP2多用途海工船的研制

陳朝俊　黃波　易永光　黃鴻根　曾燕

摘 要：介紹了一款70 mDP2多用途海工船（AHTS）。重點對船型選擇、DP2的軟硬件配置優化、集成化設計、HAB舒適性設計方面，對整船的核心技術進行了分析研究。該船已完成生產設計，得到船東和ABS的認可，目前處在碼頭調試階段。

關鍵詞：多用途；海工船；AHTS；OSV；DP2；HAB

中圖分類號：U674.2 文獻標識碼：A

1 引言

海洋工程裝備研制關鍵技術在國家“十二五”規劃及國家“海洋工程裝備產業創新發展戰略（2011-2020）”中已作為國家的發展戰略，同時也是重點支持發展的方向，其中一個重要方面即是深海平臺及其配套的輔助工程船舶。

海洋石油平臺需要一些海工船具備為海上設施提供拖曳、錨作及就位支持的能力，并為其輸送人員和物資。海洋石油支持工作船（OSV），是指專門進行與海洋石油開采活動有關的供應、拖曳、錨作、守護、破冰、人員載運、消油支持、工程施工、遙控潛水器支持和檢測等作業支持的船舶。海洋石油支持工作船（OSV）主要分為平臺供應船（PSV）和錨作供應船（AHTS）。隨著海洋石油開采活動向深水和超深水海域的不斷推進，作為行業高端領域的AHTS，無論在使用功能、技術性能，還是設計建造、操作要求等方面均有了新的變化和更高要求。

據統計，目前世界已探明的海上油氣資源大部分蘊藏在大陸架及3 000 m以下的海底，深海能源儲量將是陸地儲量的100倍以上。海上油氣的開發正逐步擴展至更深的海域。由于深水領域對于技術要求相對較高，海洋工程船也隨之朝著更大、更專業、更先進的方向發展，各種新技術、新船型不斷涌現，高端的多功能海工船也越來越受到市場青睞。

2 船型分析

多用途的海工船（AHTS）不僅能定位和安裝海上石油鉆井設備，而且在特定情況下還能用作緊急救援船。AHTS自帶絞纜機，用來完成對海上設備拖帶和錨泊。AHTS的開敞式船尾，既可以裝載專用錨具，還能進行高難度的拖纜和系纜作業。面對日益增長的功能需求，如下船舶功能更受到市場青睞。

（1）動力定位（DP2）：近年來關于特種船與海洋平臺的碰撞事故越來越多，造成大量人員傷亡及經濟損失。出于安全等因素的考慮，多數海洋平臺要求至少擁有某些船級社符號要求的特種船才可以接近平臺。因此，具有良好操作性和可靠性的定位系統（DP2）是首選。

（2）ACCU無人機艙和一人橋樓：隨著船舶自動化程度越來越高，船舶配員越來越少，無人機艙和一人橋樓將會在AHTS上獲得越來越多的應用。

（3）HAB舒適度：隨著國際勞工組織對勞動環境要求日益嚴格，各大船級社也制定了相應的關于船員工作區域和生活區域舒適度的規范，擁有ABS HAB符號的多用途海工船（AHTS）將有廣闊的市場。

（4）多用途集一體：經過不斷的研發，多功能海工船的功能逐漸在增多：①海上鉆采物資的運輸供應；②守護作業（應急響應與救助）；③起拋錨作業；④海上浮油回收；⑤海上人員轉運；⑥對外消防功能；⑦海上設施拖曳錨作索具打撈或維修支持；

根據市場需求，我司研制了市場認可度較高的70 m多用途的海工船（AHTS）。

3 AHTS船研制

70 m多用途海工船（AHTS），由著名的新加坡CONAN WU做總體設計，ABS入級。我司應用國際先進的數字化造船系統（TRIBON），完成3D詳細生產設計，見圖1。

3.1 功能配置

70 m多用途海工船（AHTS）是一款適合無限航區、高度自動化、安全可靠、環境友好、船員操作舒適的高端海工船，主要功能和特性如下：

（1）兩個全回轉和兩個首側推推進，配2臺軸帶發電機和4臺主發電機來提供電力，滿足二級海況下（浪高2 m、風力2級）二級動力定位（DP2）能力，允許進入海上油氣田區進行平臺支援、平臺拖帶、平臺定位、物資補給輸送作業以及少量指定危險品的運輸；（2）具有一級海上消防能力，除了帶自我保護的水霧系統外，所配備的重型雙用途消防水炮（泡沫滅火及海水滅火），在平臺或海上建筑發生火災時可作為消防船參與撲救。配重型雙功能水炮射程120 m，水量2 400 m?/h；（3）具有海上消油功能，在發生海上輕度泄漏油事故時，可通過設置在甲板面的噴撒系統，向海面上噴撒油分散劑，進行消油作業；（4）在主甲板上具有加載集裝箱的能力，可緊急改裝為海上搜救與緊急救護船；（5）通過在主甲板上加裝浮油回收模塊的方式，可在發生海上溢油或泄漏油事故時，對海上溢油進行回收；（6）在主甲板以下區域布置有分艙結構合理的許多液艙和密閉罐及其裝載與輸送系統；（7）船上配備大拖纜機、鯊魚鉗和拖銷、尾滾筒及敞開的后甲板，實現海上拖帶功能和為海洋平臺起落錨作業，拖曳力達到80 t；（8）滿足海上特殊載人SPS要求，滿足ACCU無人機艙要求，滿足HAB舒適度，滿足ENVIRO環境保護要求。

3.2 DP2的優化

DP2包括3個系統：推力器系統；電力系統；動力定位控制系統。

（1）推進器系統優化

常規動力推進的船型通常配備3臺側推器（首部2臺，尾部1臺）、2臺主機、2套舵機。本船為節約空間，并實現更靈活的操作性能，選用全回轉推進器，從而不需要配置尾側推和舵機。

（2）電力系統優化

基于此類船型主尺度普遍較小、功能塊較多等特點，為實現二級動力定位（DP2）能力，我們設計以下配置方案：通過2臺軸帶發電機和4臺主發電機來提供電力。為實現最低能耗的配置，我們研發出有效的電站方案，實現本項目的二級動力定位（DP2）和冗余能力，獲得了第三方ABS認證。

3.3 模塊化和集成化設計

本船功能全面，但船的主尺度空間有限，因此設備的布置引入集成化和模塊化的概念，通過模塊化設計和集成化設計，解決狹窄空間的設備和管路布置。

（1）數字化造船系統（TRIBON）

我司應用數字化造船系統（TRIBON），將具備共性的、可集中操作的設備和管路視為一個組成整船的小單元（模塊化），化繁為簡，同時配合先進的分段造船理念，將復雜的船舶建造簡化為“堆積木”的過程，如圖2所示。

（2）ACCU無人機艙

本船具有高度自動化的，ACCU無人機艙，設備布置按照操作功能，進行相對集中化布置和控制設計，設計了集成化組合啟動屏，實現了空間布局的節約和操控的方便性。

3.4 舒適性設計

本船設備多、功率大，通常有較大的噪音和震動，滿足HAB舒適度要求的難度比常規船舶要大很多。為此，首先從選型設備開始進行控制，再從結構設計、內裝布置、艙室設備布置及安裝工藝各個環節進行分析，并通過建模數字化研究（如圖3），通過不斷優化分析，設計出滿足HAB舒適性的船舶。

4 結論

70 m多用途海工船（AHTS）在經濟緊湊型船上集合了更多的功能和關鍵技術，是一艘集拖帶、供給、錨作、消防、浮油回收、應急救援等功能于一體的深海工程船。適用無限航區。二級動力定位、功能性強、裝載能力大、噪聲振動小、油耗低、適航性好，可作業于惡劣環境。

隨著世界能源需求的不斷上升，海洋鉆井平臺投入服役的數量逐年增加，海工服務船（OSV）的市場需求也急劇增加。多用途海工船（AHTS）作為深海工程服務的重要類型，研發這種高性能船舶是推進深海資源開發的一個必然趨勢。

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新海事重工股份有限公司，華南理工大學. 項目年度編號：1200200035.