飽和潛水在海洋工程中的應用研究

文/晏勇，92213部隊

潛水技術在海洋工程中發揮著重要的作用，結合現階段的發展情況分析，潛水方式主要分為兩種類型，即常規潛水和飽和潛水。目前，飽和潛水主要被應用于南海水深為50m-200m的范圍內安裝海管、檢測、維修以及浮式生產儲油輪（EPSO，Floating Productio n and Offloading vessel）等相對常規的海洋工程中。

1 飽和潛水

1.1 概念

飽和潛水技術，即在著名潛水醫學家Bond推出的“飽和潛水”理論基礎下得以衍生的一項技術。飽和潛水技術是將潛水員置于高氣壓的條件下，經過長時間的暴露，將其身體內的各項組織達到完全飽和的狀態，與此同時，將環境壓力控制在一特定的范圍內，不論暴露的時間多久，其減壓的時間相等。舉例說明：身處100m深度的海洋環境下，將停留作業與長時間停留時間定為24小時與24天，最終將時間相同的減壓時間進行一次性的減壓出水。因此，潛水員在具體的作業時，不會受到時間的影響，可以高效地完成更多水下作業，以此來替身潛水員水下作業的效率。隨著全球海權意識及科技水平的提高，載人潛水器的出現，受到各國的高度重視，逐漸成為國家深海事業發展的重要技術手段和強力支撐，在水下科學研究、海洋工程實施與國防安全等方面發揮了重要作用，被稱為“海洋學研究領域的重要基石”。2016年9月研制了新一代Deep flight S uper Falcon 3S，并獲得勞氏船級社認證，主要用于近海觀光與科學考察，可搭載3人，該公司與中國彩虹魚公司達成戰略合作，預期未來聯合開展研發與海試。

1.2 優勢

1.2.1 提升水下作業的靈活性

就目前水下作業的情況來看，常規性的水下作業深度在120m左右，但是，借助飽和潛水技術，水下作業深度已經突破700m。利用飽和作業開展水下作業過程中，最為顯著的一個特點即“不減壓”進行巡回水下作業，這一特點的應用，在很大程度上提升了水下作業的靈活性能。“巡回”即潛水員在處于高壓條件下進行作業并達到完全飽和后，可以按照“巡潛深度-時程極限表”，潛到飽和度相對深或淺的位置，能夠在此位置停留一段時間，隨后，在不加壓或減壓的條件下再次回到飽和深度。在這種情況下，潛水員能夠在某一水深內進行持續性作業。打破時間的束縛，無需在飽和深度停留過多的時間進行休息，還能夠不間斷地進行作業。

1.2.2 具有較高的安全性能

在深海潛水作業中最大的挑戰即變幻無常的環境問題，從而影響著潛水員的生命安全。在海況變差的情況下，飽和潛水能夠借助潛水鐘將潛水員運送至減壓艙內，確保潛水員得到及時的休息或減壓。如果海況情況好轉或者海況情況良好的情況下，潛水員能夠繼續進水進行作業。因此，結合實際應用情況來看，飽和潛水不會受到水下環境的過多影響。

2 飽和潛水在海洋工程中的應用

2.1 安裝立管、FPSO單點系統、連接電纜

潛水員的主要工作有：清理海生物、放置立管卡子、調整立管卡子的方位，使得立管卡子得到緊固。將平臺中的卷揚機中放置下段立管入水。潛水員將其拖拉至下段立管的小關卡內部。潛水員在連接柔性立管時，潛水員要將柔性立管的端頭連接到基盤管法蘭，將其插入至螺栓，從而將墊圈安裝；緊固法蘭液壓。在連接電纜時，潛水員要將動力定位船吊機放置在正確的位置，并將電纜放置在海底基盤的導向槽內部，潛水員要將導向內槽內部的卡子合攏，錨固電纜。其次，潛水員要將鉆采平臺中電纜內的牽引繩與電纜的端頭進行緊密的銜接，在平臺上面的工作人員能夠借助牽引繩將其抽拉至電纜的平臺上面，潛水員可以把電纜在J-Tube位置予以錨固。

2.2 懸掛段處置

海管若在沙丘上形成懸跨，潛水員可以借助高壓水槍進行沖刷，還可以通過鐵鍬、斧頭等工具將沙丘頂部的泥沙予以清理，從而使得懸跨的部分達到逐漸沉降的目的，以此將懸跨的現象慢慢消除。如果海管出現在材質較為堅硬的巖石坡頂位置形成懸跨，潛水員可以將砂袋填充至懸跨段的下部，以此消除懸跨的情況。

2.3 與ROV配合

ROV（遠程操控運載器），一般情況下人們將其稱之為水下機器人。這種技術是在水面的控制下開展的高技術水下工作的一項系統，可以在水下三維空間內不受空間的限制，自由地航行。借助外掛攝像頭、管線跟蹤器等工具來了解外界的與環境狀況，其次，將其與其他水下工具或者是多功能的機械手進行有機的結合，從而完成深海水下作業。相對常規的海洋工程只需要借助飽和潛水與ROV進行有機的結合從而展開作業。相對簡單的操作有：掛扣、解扣、清理體積相對較小的障礙物，這些操作都是借助ROV來完成。對于較為復雜的水下作業，如連接法蘭、進行準確的安裝操作、清理相對繁雜的海生物等都是要經過潛水員來完成。結合施工前期要通過ROV來展開水下調查工作，探測水下環境的狀態，再由飽和潛水員進行水下作業。對于下放管件、回收等工作，都是需要在ROV的監控下開展作業，通過其監控的結果，來了解水下作業的狀態。

3 結束語

綜上所述，伴隨我國整體實力的不斷提升，海洋建設工程也逐漸強大，飽和潛水的出現推進了海洋深藍的速度，飽和潛水被廣泛應用的同時，在很大程度上提高了我國的海洋工程的應急救援能力，深海打探技術的提升，使得中國在國際上獲得更多的發言權。