以拖輪為砂石載體的FPSO單點海管懸空拋砂治理作業拖輪操作淺談

王文峰 交通運輸部煙臺打撈局

FPSO單點,簡單說就是將FPSO(海上浮式生產儲油輪)定位于預定海域，并能夠輸送井流、電力等功能的裝置。FPSO隨風流圍繞單點轉動。單點連接有注水、混輸等海管，在水動力及海床不穩定作用下，可能造成海管懸空。當懸空的海管平管段以及立管根部處于懸空狀態時，管道會受到重力、波浪載荷、海流載荷及周期性振動的共同作用，在多種載荷下的應力超過其設計允許應力時，易引發管道強度破壞和疲勞破壞，導致管線破壞及泄漏。因為FPSO隨風流轉動，不能采用拋錨定位的平板駁來作業，需要以拖輪作為砂石料載體進行拋砂作業。

1.施工前的準備工作

（1）了解施工治理方案。

（2）FPSO方、施工方、船方共同進行風險評估，就安全、作業方式、氣象、潮汐、通信，勞動保護等方面做相互溝通，制定各種應急預案。

（3）根據裝載能力，靠碼頭裝沙袋、移動式傳送帶設備，并給予遮蓋，防止風吹雨淋。

（4）安裝導航定位設備。工程作業中，將采用DGPS差分定位系統作為導航定位系統。GNS-I綜合導航軟件將用于接受和處理差分定位數據、羅經數據，從而對作業船進行指揮、導航和定位。

（5）召開施工前安全會議，參與施工人員熟悉船舶安全路線、消防救生器材擺放位置、集合點等，并做救生、棄船等相關演習。

（6）由施工方根據氣象、潮汐、海況確定每天的拋砂作業時間，并提前通知船方。

（7）潛水員提前下水探摸，掌握由于膨脹彎等變化引起的管線位置的差異以及懸空高度的差異，調整定位數據、沙袋拋投數量。

2.拖輪操縱方式的確定

起初施工方要求“拖輪利用側推等功能沿著懸空管線上方緩慢行駛，在行駛過程中，拋砂人員進行拋砂作業”。作為船長，拋開氣象的影響，根據當地的潮汐、海管走向、拋填長度及我輪的操控能力，我給出了我認為比較合適的操縱方式。

（1）當地屬于典型的正規半日潮，離岸較近，毗鄰黃河口，大潮洵最大流速超過100cm/s，緩流期時間很短，主流向280-310°/100-130°。

（2）需拋填沙袋的三條管線以單點的不同樁腿為起點，走向和長度大約為：注水管線200°/22米、混輸管線200°/45米、注水管線295°/29米。

（3）我輪的主要數據：總長59.2米，型寬14米，主機功率3776K W（5000HP），雙車雙舵，可變距螺旋槳，6T艏側推一部，無艉側推。

（4）結合以上條件以及平常在此礦區的作業經驗，我認為船舶按施工方要求操作難度大。若想沙袋落點盡量在海管左右一米內，我認為如下操縱可行：不受限于海管走向，船舶順在風流線上（受FPSO船位影響，船舶基本都是頂流），盡量保持船舶穩定并且使船尾拋砂點處于管線上方，分段拋砂（一米一段）。針對295°走向的管線，船舶基本順著管線前后移動分段拋砂；205°走向管線，船舶基本橫于管線，左右移動分段拋砂。這種方式相對受流速影響小，既可以提供船舶穩定性，還可以延長拋砂作業時間。

3.實際操作

（1）根據導航定位的指引，接近預定地點。在整個作業期間，定位工程師按已批復施工位置圖將相應的單點樁腿位置、管線坐標輸入到導航GNS系統中，并顯示在計算機屏幕上，屏幕處于船長清晰可見位置。導航系統能實時顯示我輪的實際位置與管線的定位偏差和軌跡偏差。

（2）接近預定地點，后駕駛臺操縱，雙舵采用“內八字”方式，舵角根據情況調整，多數在25-30°之間。到位后雙車根據風流采用合適的螺距角輔以側推，使船舶穩住，后甲板拋砂作業。整個作業過程中，盡量避免螺距角做過大調整。

（3）試拋：在295°走向管線實驗性分段少量拋砂5米，經過潛水員探摸，沙袋落點集中，分布均勻，呈直線延伸，但是整體偏向一側。考慮當時流向和管線走向基本一致，受流影響不大，判斷是管線圖和實際管線位置有點偏差。經定位修正后拋砂到位。

（4）兩條200°走向管線我們也進行了試拋，考慮到海流的影響，我們拋砂偏向了海管上流一側（定位導航就可以修正），經過探摸驗證，橫在海管上分段拋砂絕對滿足要求。

(5)試拋探摸后，定位工程師根據探摸結果修正定位數據，我輪根據修改后的管線圖引導，分段拋投每段施工所需拋投量大約1/3的沙袋，沙袋拋投數量由專人計數，數量由提前探摸的此段的海管底部懸空和海管外側懸空數據計算所得。

（6）潛水員由單點平臺下水進行水下探摸，復核拋砂精度，供定位人員進行微調，并且擺放水下砂袋，保證管線正下方砂袋一定要填實。

（7）沿管線繼續拋砂，當拋砂量達到規定的2/3后潛水員重新進行探摸，并且進行水下擺放，保證管線兩側砂袋均勻堆放并給出相應數據。

（8）繼續拋投，并根據潛水員給出的探摸數據有針對性的重點照顧。

（9）補投，確保沙袋底面根據管線懸空高度應適當增寬，沙袋之間盡量增大接觸面，不留有較大空隙，保證沙袋的穩定性，防止懸空的繼續惡化和旋渦沖刷海底管道。沙袋在海底管線兩側均勻堆放，管線上部有覆蓋，覆蓋高度0.5m，整體基本呈梯形，上部寬度約為2m。

4.總結

以拖輪為載體拋砂，沙袋是人工搬到傳送帶上再由傳送帶拋入海中。每袋沙袋都在30-40公斤，受限于工人的體力以及拆解沙袋的大包裝的耗時，單位時間內拋入海中的沙袋數量是不等的，緩慢行駛中拋砂就易造成沙袋分布不均勻；再者海管懸空高度不等，需要拋填的沙袋數量也不等。分段拋砂很好的解決了這些問題，車、舵、側推配合好，船舶移速多數時間可以控制在0.1Kn以下，可以根據需要，在不同地段拋填施工所需數量的沙袋，也減少了后期經潛水員探摸認為拋填高度不足而復填的工作量。

5.要點提示

（1）盡量在保持船尾位置穩定的情況下，用艏側推保持首尾向在風流向上。風流合力向可以參考FPSO的艏向。

（2）GDPS差分定位導航設備可以實時的給出當前船舶的移動方向及速度（速度可以精確到小數點后兩位）、前后左右的偏移量，也能通過船舶平面圖直接觀察。發現有偏移或者有偏移趨勢，盡快采取糾正措施，動作應該柔和，盡量避免雙車、側推螺距角有大的變化。定位系統的天線，可能受單點的影響，有時會有跳點，出現短時的偏移，短時間（1-2秒）船位有超過1m的變動，定位工程師有解釋，經歷多了，也能習慣和掌握。

（3）受限于FPSO的位置限制，我們這種操作方式基本都是船首頂流操作，有時距離單點很近，甚至貼近單點樁腿，操作一定要謹慎，防止被流壓到單點上。每次作業前要進行船位的穩定性驗證，并制定相應的預案。

圖1 拖輪在FPSO單點拋砂作業現場圖

（4）倒流時，密切關注FPSO的轉動，當FPSO轉動到快影響我們作業的位置時，提前撤離作業區域。

（5）因橫在205度管線上受影響的半個船寬長度的管線段，可以選擇平流時船舶順著管線進行作業。貼近單點樁腿處的拋砂作業，也盡量選擇平流期作業為妥。

（6）潛水員下水時，遠離潛水作業區域。