導(dǎo)管架下水駁船改造技術(shù)探討

王越

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

隨著海上油氣田尤其是南海深水油氣田的大開發(fā)，大型導(dǎo)管架滑移下水和大型組塊浮托安裝項目大量涌現(xiàn)，導(dǎo)管架下水駁船和浮托法安裝組塊駁船需求量加大。面對這些項目的船舶需求，現(xiàn)有的大部分下水駁船船寬過寬。綜合考慮提高船舶使用率和市場需求等因素，可對現(xiàn)存的下水駁船進(jìn)行改造，為其增加組塊浮托法作業(yè)能力。改造后，下水駁船的實用性和利用率將得到極大增強。

本文以“海洋石油229”導(dǎo)管架下水駁船改造為例，介紹了該船的船型特點，并從總布置、結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)性等方面介紹了該船改造設(shè)計的難點和要點，為此類駁船的改造設(shè)計提供了新思路，并為之后類似的改造項目提供一定的參考和依據(jù)。

1 主要改造內(nèi)容

“海洋石油229”導(dǎo)管架下水駁船改造使船型由傳統(tǒng)方形變?yōu)樾率降摹癟”型，提升了船舶的作業(yè)能力，該船在原有6萬噸載重能力、3萬噸導(dǎo)管架下水能力基礎(chǔ)上，新增3.5萬噸組塊浮托安裝能力，導(dǎo)管架下水能力增至3.3萬噸。

2 主要參數(shù)對比

改造前后船舶主要參數(shù)對比如表1：

表1 改造前后船舶參數(shù)對比

3 改造后的船級和船型特點

3．1 船級

改造后，“海洋石油229”船入中國船級社(CCS)級，并由中國船級社授予以下符號和附加標(biāo)志：

★ CSA Launch Barge, In-Water Survey, Nonpropulsion, ICE Class B

3．2 船型特點

改造后的“海洋石油229”為無人非自航導(dǎo)管架下水與組塊浮托甲板駁船。船中至船艏型寬42米，船艉至船中型寬65米。平甲板、平底、艏部船底斜削的全焊接鋼質(zhì)箱形船體。由縱、橫艙壁分隔成若干水密和非水密的艙室，包括壓載水艙、發(fā)電機艙、泵艙、淡水艙、燃油艙、索具艙、錨鏈艙等。該船主甲板上設(shè)2條縱向下水滑道。并與艉端的一對搖臂相接，滑道和搖臂可在距船中一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。搖臂為封閉箱體，在處于水平位置時與滑道齊平。

該船可用于油田導(dǎo)管架的裝船、運輸和下水，海上運輸大型模塊和其他甲板貨物，及大型組塊浮托安裝作業(yè)。在導(dǎo)管架下水工況時，作業(yè)過程如下：艏先調(diào)整船舶至平浮狀態(tài)。使船上的滑道與岸軌對接，借助推拉裝置并通過壓載水系統(tǒng)不斷的調(diào)整浮態(tài)，使岸上的導(dǎo)管架滑移上船；導(dǎo)管架在船上固定后，由拖船拖運到指定海區(qū)：到達(dá)指定區(qū)域后，通過調(diào)整壓載水，使該船產(chǎn)生一定的初始艉傾，并借助推拉裝置克服滑道的初始摩擦阻力，使導(dǎo)管架沿滑道縱向滑入水中，并通過搖臂與船體安全脫離，實現(xiàn)導(dǎo)管架下水。在組塊浮托工況時，作業(yè)過程如下：駁船將組塊運至指定區(qū)域后，進(jìn)船至導(dǎo)管架間，調(diào)整組塊位置與導(dǎo)管架位置對正，然后，通過調(diào)整壓載水，使組塊與導(dǎo)管架對接，將組塊安裝至導(dǎo)管架上，船舶撤出，完成浮托法安裝。

4 改造設(shè)計要點

4．1 總體布置

“海洋石油229”改造將船中至船艏105米船長(46#～86#)兩舷部分船體結(jié)構(gòu)切除,改造部分船寬削減至42米，從艉部至船中100米船長(0#～40#)兩舷船體結(jié)構(gòu)加寬至65m，中部(40#～46#)為過渡區(qū)，并對艏部機艙和生活區(qū)進(jìn)行改造，增加艏部壓載艙容量。其他船體、舾裝、輪機、電氣各部分隨之做適應(yīng)性調(diào)整。同時，加強相應(yīng)船體結(jié)構(gòu)，以保證33000噸導(dǎo)管架下水能力，及32000噸組塊浮托能力。此次改造需要將部分船體的寬度削減到42米，可適應(yīng)15000噸以上的大型組塊浮托法安裝作業(yè)。42米船寬的數(shù)值主要來源于目前國際上大型導(dǎo)管架的腿間距一般都設(shè)計為48米。48米腿間距主要受下述兩方面約束：

（1）目前，國際上可用于15000噸級以上組塊浮托法安裝的船舶多為42米。在采用浮托法安裝組塊的情況下，導(dǎo)管架與駁船間至少需預(yù)留2.5米間隙，因此，導(dǎo)管架腿間距至少應(yīng)達(dá)到47米。

（2）隨著導(dǎo)管架和組塊的腿間距的增大，其設(shè)計難度和所需的鋼材重量也增大。整個工程的性價比將大幅降低，而且油田開發(fā)商也不會僅為了適應(yīng)某一艘浮托法安裝船舶進(jìn)行平臺設(shè)計。因此，改造后的“海洋石油229船”船寬定為與其它船舶相同的42米，可提高該船的適用性和市場競爭力。船艉部增加至65米，可以滿足33000噸導(dǎo)管架下水能力，同時，改善駁船大型組塊運輸穩(wěn)性、裝船調(diào)載能力，減少裝船時的潮位限制，并改善了駁船大型導(dǎo)管架運輸和下水時的穩(wěn)性。通過考察，原船艏部機艙及生活區(qū)面積較大，適當(dāng)縮小艏部機艙及生活區(qū)，增大壓載艙，有效地增大了船舶調(diào)載能力，并減少了裝船潮位限制。

4．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

改造后的“海洋石油229”導(dǎo)管架下水能力需增加至33000噸，增加32000噸組塊浮托能力。通過計算分析，在導(dǎo)管架下水工況和組塊運輸工況下，該船將承受較大彎矩和剪力，總縱強度為設(shè)計難點。

針對此情況，采用下述方法對船舶進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強：

（1）艏部自56#肋位至80#肋位，距中10.5米增加縱艙壁。

（2）艉部自船艉10#肋位至船中41#肋位，距中21米增加非水密縱艙壁。

（3）同時，F(xiàn)R18站至FR69站，甲板、舷側(cè)和船底板部分區(qū)域更換加厚（最厚至120毫米）。

4．3 穩(wěn)性衡準(zhǔn)

“海洋石油229”船穩(wěn)性需按CCS 2008 IS CODE方駁的要求進(jìn)行計算。但改造后，本船為呈艏窄艉寬的“T型”新型駁船，艏半部船寬42米，艉半部船寬65米。按CCS傳統(tǒng)對船寬定義，經(jīng)計算，本船改造后方型系數(shù)為0.834，無法滿足2008 IS CODE中方型駁船方型系數(shù)必須大于0.9的要求?；谙率鲆蛩?，本船可以考慮適用2008 IS CODE對方駁的穩(wěn)性衡準(zhǔn)。

（1）本船改造前符合方駁定義，改造后滿足方駁定義中除方型系數(shù)外的其他五項要求。改造未改變本船作為方駁的穩(wěn)性特征（復(fù)原力臂曲線特征與方駁一致）。

（2）本船改造后方型系數(shù)為0.834，雖不滿足2008 IS CODE 中方駁定義所規(guī)定的方型系數(shù)，但符合現(xiàn)行國內(nèi)法規(guī)（包括遠(yuǎn)海航區(qū)）對方駁定義的方型系數(shù)（不小于0.8）。

（3）本船航行穩(wěn)性計算滿足IS MODU規(guī)則和方駁穩(wěn)性衡準(zhǔn)，從安全角度認(rèn)為抗風(fēng)能力和穩(wěn)性足夠。

（4）本船改造后的儲備浮力水平與改造前相比未降低。

經(jīng)計算，本船穩(wěn)性滿足2008 IS CODE 要求。

5 結(jié)語

導(dǎo)管下水駁船進(jìn)行“T”型改造后，增加了浮托法安裝固定式平臺組塊的功能，極大地提高了下水駁船的實用性和船舶利用率。本文介紹了該船的船型特點和改造設(shè)計難點要點，為此類駁船的改造設(shè)計提供了新思路，并為之后類似的改造項目提供了一定的參考和依據(jù)。