飽和潛水高壓應急逃生研究

■ 駱承樹 葛曉蕊 梁子仁 黎仲 周賀 深圳海油工程水下技術有限公司

飽和潛水主要作業位于海上，通常布置在DP 船舶、錨泊船舶以及平臺上，飽和潛水應急逃生首先需滿足船舶或平臺應急逃生要求，需滿足SOLAS 以及IMO 相關規范要求，除此之外還需針對飽和潛水員居住在高壓環境無法短時間減壓出艙的情況，配置專用的高壓逃生設備及專用的高壓逃生的方案[2]。

本文主要從飽和潛水減壓原理，飽和潛水高壓逃生設備，飽和潛水高壓逃生方案、目前飽和潛水高壓逃生的局限性等幾個方面做介紹，希望在大家的共同努力下，讓未來飽和潛水高壓逃生能夠更安全。

一、飽和潛水減壓原理

人在呼入氣體時，氣體會溶解在機體組織內，由于潛水員在潛水作業時需呼入與其作業水深絕對壓力保持一致（即潛水員在100m 水深作業時，其呼吸氣體壓力則為11bar），隨著壓力的增加，呼入氣體在其機體組織的溶解量也會增加（包含人體所需要消耗的氧氣以及其他氣體），所以潛水員需要減壓讓其溶解在機體組織內的氣體排出，否則就會導致氣體留在血管內或其他組織內，阻礙機體組織的正常運行，形成常見的減壓病（Bend）。所有減壓作業均需要嚴格按照潛水減壓表的要求執行，目前常用的減壓表如下所示：

●GB-T 12521-2008 空氣潛水減壓技術要求

●GB/T17871-1999 GB/T 17871-1999 氮氧飽和或空氣飽和- 空氣巡回潛水減壓程序

●法國COMEX 飽和潛水減壓作業表

●英國皇家海軍生理實驗室（RNPL）減壓表

●美國海軍（USN）減壓表

在未達到飽和狀態時，氣體的溶解量會隨著停留時間和壓力環境的改變而改變。當人在某一壓力下停留足夠時間后，機體組織內溶解的氣體量達到了最大限度，生理學稱為“完全飽和”。一旦達到“完全飽和”，如環境壓力不變，潛水員可在該深度停留，而體內氣體量不會繼續增加。飽和潛水正是利用這一原理，讓潛水員可以長期保持維持在高壓環境下，而減壓的時間和潛水員一次作業就減壓到常壓的時間相差不多，從而提高作業效率。飽和潛水又根據其呼吸介質的不同，分為氮氧或空氣飽和潛水、氦氧飽和潛水、氫氧飽和潛水等，其中應用最為廣泛的為氦氧飽和潛水。

根據文獻《250 米氦氧模擬飽和潛水減壓方案的選擇與分析》介紹，250m 氦氧飽和潛水減壓時間根據法國COMEX 減壓表需要150 小時，按照英國皇家海軍生理實驗室減壓表需要216 小時，根據美國海軍減壓表需要250小時[1]，均遠超過正常的船舶或平臺應急救援所能提供的時間，所以幾乎不可能在應急的情況下，將處于高壓環境的潛水員減壓出艙后再逃生。

二、飽和潛水高壓逃生系統

飽和潛水高壓逃生系統主要由以下幾個部分組成：1.高壓逃生單元（HRU-hyperbaric rescue unit）；2.釋放 系 統（launch system）；3.通 道（Trunk）；4.應急生命支持系統（FAP-fly away Package 或者HRFhyperbaric reception unit）。飽和潛水員高壓逃生主要流程包括：1.飽和潛水員在高壓狀態下由生活艙通過通道進入高壓逃生單元；2.通過釋放系統將高壓逃生單元釋放到海上，并遠離危險點；3.使用拖輪或者其他設施將高壓逃生單元運輸至應急生命支持系統存放位置；4.在應急生命支持系統的支持下潛水員安全減壓出艙。設計及建造執行規范或指南主要有：1.DNVGL-RP-E403 高壓逃生系統；2.ASME PVHO-1-（2016）住人壓力容器安全標準；3.IMCA D004 高壓逃生系統收放系統測試及發證；4.IMCA D027 高壓逃生系統標志；5.IMCA D051 高壓逃生推薦接口；6.IMCA D052 高壓逃生系統指南；7.IMO A.692（17）高壓逃生系統指南及規格書等。

（一）高壓逃生單元

高壓逃生單元（HRU-hyperbaric rescue unit）是用于潛水員應急逃生的關鍵設備，其主要形式分為自航式高壓逃生艇（SPHL-self-propeller hyperbaric lifeboat）以及非自航高壓逃生艙（HRC-hyperbaric rescue chamber），IMCA D052 高壓逃生系統指南（2013年5月版）內描述不建議使用高壓逃生艙，推薦建議使用自航式高壓逃生艇[3]。其主要的功能是為潛水員提供一個安全的高壓環境居住環境以及必要的生命支持，幫助潛水員順利出艙。根據DNVGL-RP-E403 要求，高壓逃生單元需至少提供艙內潛水員72 小時的生命支持，其中包括呼吸氣體供應、二氧化碳濃度控制、環境監測、食物及飲水、醫療及衛生等基本生命支持[4]。

圖1 高壓逃生艙照片以及高壓逃生艇剖視圖

（二）高壓逃生系統釋放系統

該收放系統根據高壓逃生系統的不同有艇架式以及滑軌式，艇架式釋放系統與常規船舶救生艇釋放系統類似，并配置單點快速解脫裝置，可以保障潛水員或支持人員在艇內操作解脫。滑軌式釋放系統主要用于高壓逃生艙釋放，通過抬高滑軌形成角度，讓高壓逃生艙滑移入水。

（三）通道

通道是連接生活居住艙與高壓逃生單元的管道，其具有可單獨加壓或者泄壓的能力，潛水員可以通過通道轉移。通道的長度一定程度決定了潛水員高壓逃生的時間，對于部分設置直梯的通道，需要配置相應的無意識潛水員輔助提升措施。

（四）應急生命支持系統

應急生命支持系統通常分為應急急救包（FAPfly away package）以及高壓接收站（HRF-hyperbaric reception unit），其主要區別是應急急救包相當于便攜式生命支持包，高壓接收站相當于固定式生命支持系統，且配置有較為舒適的生活艙將潛水員由高壓逃生單元轉移減壓，而不是直接在高壓逃生單元內減壓。應急生命支持系統主要是為潛水員減壓出艙提供足夠電源、氣體及消耗品并能夠控制高壓逃生艙內環境參數（溫度、濕度、二氧化碳濃度等）。

圖2 應急生命支持系統

三、飽和潛水員高壓應急逃生方案

飽和潛水系統通常布置在固定平臺或碼頭或船舶上，當支持平臺發生火災、碰撞、傾覆等緊急情況需要撤離時，支持平臺就不能再為潛水員提供一個安全的環境，這時候就需要啟動飽和潛水員高壓應急逃生程序，協助艙內潛水員安全返回陸地。潛水員高壓逃生方案需要考慮以下幾個方面：1.應急通信方式；2.潛水員轉移至高壓逃生單元方案；3.高壓逃生單元釋放方案；4.高壓逃生單元運輸或拖航至安全島方案；5.安全島設置位置以及能力評估（水、電、氣體、吊機等）；6.潛水員減壓出艙方案。

由于各個作業點位置以及相應配套設施不一，制定飽和潛水高壓逃生方案時，應充分考慮各作業點的實際情況針對性制定，必要時需進行模擬演習，讓潛水員及相關人員熟悉高壓逃生方案并記錄各個步驟所需的時間，并充分考慮各步驟銜接以及相應準備工作的時間，加強高壓應急逃生方案可執行性。

四、飽和潛水高壓逃生的局限性

飽和潛水高壓逃生系統是飽和潛水系統的最后一道安全屏障，盡管在過去很少有高壓應急逃生的事件發生，但是卻發生過多例因高壓逃生系統不可用導致潛水員可能致死的事件[3]。所以作為潛水承包商或其他與潛水相關的單位需對飽和潛水員高壓逃生足夠重視，以免造成不可挽回的后果。

同時飽和潛水員高壓逃生相較于常規的船舶逃生，多了將潛水員轉移至高壓逃生單元的步驟（潛水員進鐘、收鐘、通道加壓，各個艙室潛水員通過通道進入高壓逃生單元，關閉高壓逃生單元艙門，打開通道管卡）才能釋放高壓逃生單元入水，通常在不涉及不通深度壓力平衡以及所有設備均平穩高效的情況仍需要45 分鐘以上的時間，在一般支持平臺或船舶需要應急逃生的情況下，幾乎不可能提供足夠的時間用于潛水員轉移。所以飽和潛水高壓逃生至今還是一個沒有完全解決的難題，后續相關人員需共同努力讓飽和潛水更加安全。