78m三用工作船的總體布置及穩性探討

趙英策 宋文軍 唐周

摘 要：三用工作船因其作業環境的特殊性和功能的多樣性，對其總體布置及作業穩性就有了一定的特殊要求，本文通過分析此類船型的主要特點，并依規范進行研究，結合多年來海工市場的發展趨勢，對78m三用工作船的上述特點進行分析，通過布置和分艙的綜合處理，在保證滿足各種穩性的情況下，進一步提高船舶的安全及功能多樣性。

關鍵詞：布置;穩性;分艙;破損;

中圖分類號：U66 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）08-0076-03

近年來，隨著海上石油和天然氣開發工程的迅猛發展，為海上工程提供各種服務的特種工作船舶，已經成為海上石油、天然氣勘探和井采工程不可缺少的一個組成部分。但是考慮到成本的限制，這就需要一種具有多種功能于一身的船型，進行平臺的守護與保養，三用工作船就是一型不錯的選擇。現結合某條三用工作船的設計與建造，談一談總體布置及穩性方面的見解。該船主要量度如下：

總 ? ?長 LOA=78.00m

垂線間長 LPP=70.00m

型 ? ?寬 B=18.00m

型 ? ?深 D=7.80m

最大吃水 d=6.50m

船員定額 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 17 p

最大排水量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6467.8t

最大載重量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3528.3t

最大甲板載貨量 ? ? ? ? ? 1020.0t

航 ? 區 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?無限航區

主機功率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2206kW×4

續航力 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5000 n mile

航速VK ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?～15.0 kn

1 三用工作船的主要特點

三用工作船主要功能是承擔海上鉆井平臺的供應支持、守護、救生、值班、拋起錨拖曳、消防、協助穿梭油輪進行提油作業、進行海面溢油回收和消除油污等。其船型特點是將起居處所及駕駛室設于艏部，艉部為開敞的貨物甲板。鑒于三用工作船的船型特殊，設備及艙室布置復雜，該78m三用工作船的開發研究，是在總結國內外三用工作船特點的基礎上并結合我國海洋石油開發的實際情況進行的。

2 主甲板以下艙室布置特點

該船型因需滿足對平臺及相應船舶的生產生活供應、消防等服務的特點，主甲板以下則需要設置足夠大的油艙、淡水艙、鉆井水艙、泥漿艙和水泥罐艙以及對外消防所需要的泡沫艙。為了船舶操縱的平穩與安全，需要配置適量的壓載水艙以調整船舶的浮態和穩性，為了操縱的靈活性，應設置艏、艉側推艙。特別需要注意的是燃油艙總艙容需求的處理，在600m3上下時，因法規對燃油艙總艙容大于600m3規定需要雙殼保護，為減小艙容的損失和船體建造施工中的不必要麻煩，最好將燃油艙的總艙容調整到小于600m3為宜。

三用工作船因其作業的特殊性，在執行海洋平臺守護和物資供應時，常會與其它船舶產生一定的碰撞。這就需要考慮船舶破損后仍然具有一定的浮力來滿足穩性的需要。為此，各國法規都對三用工作船提出了分艙及穩性的要求，即“破損的橫向范圍，應假定為760mm，在船內于夏季載重水線平面上，自舷側向垂直于中縱剖面的方向量取”，這就需要全船特別是機艙和舵機艙設置雙殼保護。在這種情況下，舵機艙及機艙就需要在設置雙殼保護后考慮直接通向露天甲板的梯道位置的放置問題，因三用工作船的拖帶及甲板的載貨需要，整條船的上層建筑都位于船首部，而中、后部的主甲板區域主要留作甲板貨的裝載，根據現行規范的要求，擋貨欄桿外側的走道寬度至少應為700mm，而舵機艙及機艙在主甲板上的艙口圍內壁尺寸至少也應為800×800mm，這就需要將舵機艙艙口圍布置于走道上，前后設置踏步，便于人員通過，而機艙艙口圍則需放置于擋貨欄桿的正下方（擋貨欄桿結構形式需考慮便于艙口蓋的開啟），以減小對有限的甲板通道的影響。

3 主甲板以上的艙室布置及設備擺放特點

為了抵御作業海區大風大浪的影響，生活區域至少采用兩層艏樓結構，如此設置一是可減小甲板上浪，二是增大了船首的浮力，且便于其他需要的布置。

為便于海上拖帶需要，主甲板后部設置鯊魚鉗及液壓擋纜樁，前部設置雙滾筒自動液壓拖纜機，中部主要為甲板貨及集裝箱和鉆管的裝載區域，兩側設置擋貨欄桿以防止貨物傾倒滑落;為便于人員的救助，主甲板舷邊開設有專門的人員救助區，主甲板室內設有救助室，以便為被救助人員提供必要的幫助，設計的人員救助數量為50人。

考慮船舶作業環境較差且工作量大的特點，為提供船員良好的休息環境，船員室至多為雙人間，并在每個船員室都配備有一個獨立的衛生單元。

為滿足其高視域的要求，駕駛室可做到360度環視無遮擋。其內部劃分為船舶駕駛區、無線電區、海圖區、貨物及甲板機械操控區等多種功能區。

右舷艏樓后部設有一臺2t×18m伸縮吊機，以便進行海上貨品補給之用，在羅經甲板的煙囪平臺上左右舷各設有兩臺大功率可360度旋轉的消防水炮，以最大限度地增大無障礙噴射范圍。

4 三用工作船的動力特點

因作業海況復雜多變、工作類型多樣，這就要求該船在變化多端的裝載狀態下要兼顧自航、拖帶、錨泊作業等工況的推進性能。特別是迫近鉆井平臺操作或在風浪中起卸貨時都要求極為靈便，必須具有操作靈活、動力充沛等特點。為此需在該船艏艉部各設置側向推力裝置，以期達到靈活的靠、離泊作業。

本船采用4臺主機兩兩并車，供給雙可控螺距槳以充足的推進動力。因可控螺距槳可以在主機轉速不變的情況下，通過改變螺距和轉速來控制船舶推進的動力，其推力可大可小、可正可負，因此在控制船舶航速、航向、進退方面都比較靈活，使船、機、槳的匹配良好，具有效率高、油耗低的低碳節能的效益。

5 三用工作船的穩性特點：

該船型裝載工況多種多樣，其穩性要求也隨之變化，按其用途大致可分為如下幾種：

①作供應船：裝鉆井水、泥漿、散裝水泥、集裝箱;裝泥漿、甲板貨;裝鉆井水、集裝箱;裝泥漿、鉆管&積水;②作客船;③作消防船;④作拖船。

其中該船作供應船，其穩性須滿足國際完整穩性的要求，作為客船、消防船和拖船時其穩性須滿足國內遠海航區對相應工況的要求。特別需要說明的是，該船在從事海上拖帶作業時不得裝載甲板貨，且在海上航行中，從主甲板上的進入生活區域的外門必須保持常閉，為此需要設置必要的外部梯道進行連通。

6 三用工作船的分艙及破損穩性特點：

根據《國際航行海船法定檢驗技術規則》有關三用工作船的分艙與穩性要求，三用工作船的假定破損要求如下：

①假定破損發生船長范圍內兩水密橫艙壁間的任何位置上。②破損的垂向范圍，應假定從載貨甲板下緣或其延長線向下至全部型深。③破損的橫向范圍，應假定為760mm，在船內于夏季載重水線平面上，自舷側向中縱剖面方向垂直量取。

根據上述假定破損可以看出，該假定破損主要還是依據該船型的作業特點而設定的。因該船的破損事故大多發生于舷側碰撞破損及甲板載貨碰撞引發的破損，且作業海域多為深水區，發生底部擱淺碰撞破損的機率極其微小，故將其破損假定主要設置于舷側。

因該類船型需要供應大量的燃油、淡水、鉆井水、泥漿，故其主甲板下大多設有各型水密的液艙，舷側的破損穩性一般都是可以達到的，特別需要注意的是舵機艙通道和機艙逃口的設置，因在“2主甲板以下艙室布置特點”內已有提及，在此不再贅述。考慮到該船型的供應特點，主甲板下的液艙布置要重點考慮液貨及甲板貨等各類供應品在海上裝卸后的浮態變化，各類液艙需合理布置，切不可因同一類液艙過于集中布置而導致危險的浮態工況出現。

考慮到船舶外殼板破損后對海洋環境的污染，油艙應盡可能避免將船舶外板或船底板作為限界面。

7 結語

海上石油開發是關系到國民經濟發展的大事，我國海洋石油和天然氣勘探、開采水平與國際水平相比仍有一定的差距，發展我國海上石油和天然氣勘探、開采事業，研發各類高新技術、高性能水平的海上石油和天然氣勘探、開采工程所需的海洋工程輔助船舶，是發展和提升我國海上石油開采水平的一項關鍵性工作，滿足特種作業要求的海洋工程輔助船舶也已成為當前亟需開發研究的項目之一。三用工作船因其作業環境和作業種類的多樣性而要求在設計過程中一定要合理權衡各方面的利弊，綜合把握船舶在作業中可能遇到的各種情況，盡可能減小在營運中產生的風險。我國在此類特種船舶的設計、建造中起步較晚，特別是在超深水三用工作船及相關配套設備等方面，還有很大的探討空間。

參考文獻：

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