三用拖船海上作业方法

海丰发展有限公司 季 斌

上海海事大学 余思勤

三用拖船海上作业方法

海丰发展有限公司 季 斌

上海海事大学 余思勤

以目前最常用的三用工作拖船为例，介绍在不同潮流、不同抛锚情况下拖带作业中系、解拖缆的几种方法，对海上航行安全拖带、靠离平台作业、协助工程船抛起锚及定位具有一定的参考价值。

非自航工程船；钻井平台；拖带及靠离作业；定位及抛起锚

随着海上拖带、靠离平台装卸及大型工程船、钻井平台的抛起锚定位业务的需求不断增加，差异性的需求逐渐产生，使得造型完美，结构严谨，汇集了海上拖带、甲板载货、对外供给、抢险救助、起抛锚等多种功能于一体的三用拖船应运而生，一些多功能的带有全自动定位的多用途工作船更是屡见不鲜。代表国际海洋工程装备制造最高水平的深水三用工作船“海洋石油681”，集深海抛锚、拖航、定位及平台供应功能于一体，业已投入使用。我国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”5月9日在南海荔湾首钻成功，也离不开三用工作船的鼎力协助。因此，三用工作船已成为海洋工程不可或缺的重要辅助船舶。

三用工作船简称三用拖船，但又区别于传统意义上的拖船，根据其车、舵、桨的结构及本身操纵性能的不同被分为FPP拖船、CPP拖船、VSP拖船、ZP拖船，具体见表1。

注：FPP拖船（老式带普通舵的固定螺距桨）、CPP拖船（可变螺距桨，带舵）、VSP拖船（平旋推进器拖船）、ZP拖船（Z形螺旋桨，可360°调整）

由表1可以看出，CPP拖船在前进时发挥的拖力仅次于ZP拖船，但ZP拖船造价昂贵，工艺复杂，维修保养成本高。另外，CPP拖船的航向稳定性能优于ZP拖船，在远距离拖带时能发挥优势，已成为目前使用较多的拖船。

目前老式FPP拖船基本退出港作市场，但国内一些港口仍有使用。ZP拖船主要用做港作拖船。CPP拖船由于其配备的主机马力、侧推器推力以及拖船本身的排水量、上层建筑受风面积的大小不同，其性能也有所差异。CPP拖船一般至少配备两台主机，船尾带有双舵和至少一台尾侧推器，船首带有至少一台首推器，因而可以实现较好的横移和掉头，由于其可以较好地发挥前进拖力，所以在海上远距离拖航时更能发挥其优越性。本文以国内常见的CPP拖船为例介绍其工作和生产作业流程。

一、三用拖船对钻井平台的拖带

按照海上拖航指南的要求，在无风流的情况下，如果拖船在拖带时整个船组的拖航速度能够达到6 kn以上，并且有一定的富裕拖力，该拖船的功率即满足拖航的要求。

大部分移动式钻井平台没有动力，需要拖船的拖带来实现其移动。拖船依据情况使用吊拖或旁（绑）拖的方式，旁拖作业时只有一条拖船，其马力能够拖动该被拖物且该被拖物的结构适合被绑拖，该方法受气象海况等外界条件和被拖物自身条件的影响较大，在海上很少使用，尤其对大型被拖物一般不使用。但在港内，一些中小型的被拖物较多使用旁拖作业方式。在有其他拖船协助的情况下，吊拖是比较好的操作方式，这种方式受气象海况等外界条件的影响比较小，操作灵活，安全系数高。钻井平台在被拖带前必须先进行拖航检验，包括拖曳设备、拖带属具及主辅机侧推器是否处于正常工作状态，平台是否适拖，拖船是否适航及拖力是否满足拖航的要求等。检验合格后，由拖航指挥小组到主拖航船进行拖航指挥作业，辅助拖船护航并协助主拖船进行拖带作业。钻井平台在主拖船的拖带下到达预定井位后，先进行初就位。由辅拖船协助抛几个定位锚，然后通过调整定位锚来进行二次就位（即精确就位），使钻井平台靠到采油井架旁边，而后将其桩腿扎根到海底面15 m左右，将平台固定好后，平台由水面升起，调整钻塔到达采油井架上方进行打井作业。

二、三用拖船靠泊钻井平台的方法

要根据作业海域的海况、风向风速及潮流的流向流速等因素来决定三用拖船采取何种方式来靠泊钻井平台。

钻井平台打井作业需要的材料（诸如钻杆、钻铤、隔水管、大小套管、泥浆、土粉、石灰石、重晶石、水泥、生活水、钻井水、探井设备、固井设备、完井设备等）都是由三用拖船来供给，三用拖船须先实现靠泊平台，然后才能实现装卸作业。靠泊方式的选择应考虑靠泊作业前的安全评价要求，也应考虑不同靠泊方式所适用的不同范围和应满足的基本条件以及特殊要求。

平台所需的物料都装在拖船尾部甲板，三用拖船一般采用船首抛锚、船尾带缆、船尾靠泊平台的作业方式。采用尾靠平台作业，首先要了解需要靠泊的平台面的方位线的度数，计算出本船垂直于该方位时的船首向，还要了解该抛锚点附近有无海底电缆，该处水深多少，需不需要备锚等。如果水深不超过25 m则不需要备锚，抛锚时控制倒速不超过1 kn；如果水深在25～70 m之间抛锚，则要先将锚送到接近海底约5 m的位置，抛锚时控制倒速不超过0.5 kn；如果水深超过70 m，则一般不使用抛锚带缆的作业方式。因为水深所需的锚链较长，普通锚机的功率不够，船尾带上缆后船首距离锚点比较远，锚机收不起来或收不紧锚链会使锚链不紧，从而导致船首随着风流摆动，船位定不住。

1. 船首抛锚，船尾带缆

船长操纵拖船到达平台正横0.18～0.20 n mile，使用车、舵及侧推器微调船位，摆正船尾，船首尾方向线要垂直于平台的靠泊面，且要靠近平台的吊车位置，等把拖船的船位调整到合适位置后将锚抛下，待锚入地后放出适量锚链，调整刹车松紧度让锚链入水的速度与拖船后退的速度相匹配，锚链放得太快则在海底堆积，锚链放得太慢则容易将锚爪由海底脱出造成走锚。当到达距平台约20 m时要把倒速控制在0.5 kn，慢慢向平台靠近，一般距离平台面2～3 m（有时需要更近）时候，将平台的缆绳用其吊车输送到三用拖船船尾缆桩附近，甲板作业人员将缆绳上桩，需要打四道八字缆以保证缆绳系牢。一般需带两根缆绳，左右各一根，这样既安全又牢靠。缆绳带好后，注意防止缆绳与甲板面和缆桩磨损，防止断缆。缆绳带好后，船长仍需用车控制船位，防止尾部触碰平台桩腿，命令船首绞锚将锚链收紧，等锚链收紧后，船首将锚链方向和出链长度报告驾驶台，停车观察船位是否稳住，待船位稳住后，完车进行货物装卸和其他生产活动。靠妥平台后应该加强值班，密切注意本船和周围环境，注意收听气象海况情况。如果气象和外界环境条件不允许靠泊作业，应与平台协商迅速解缆离开平台。

2. 不抛锚不带缆机动靠泊平台

如果当时气象条件比较恶劣，诸如风力较大，涌浪较高，流速流向不适合抛锚带缆作业，或作业海域条件不能满足三用拖船抛锚靠泊平台，就需要不抛锚不带缆机动靠泊平台。采用机动靠泊的三用拖船到达平台下面后，船长使用车、舵和侧推器将拖船定住，保证稳定在平台的吊车能接触到甲板货物，平台的管线能够连接在三用拖船的对外供给的管线接口上，然后实施供给操作。这种作业方式对于货船来说基本上做不到，但是对于三用拖船来说，由于其性能较好是可以做到的，性能好的三用拖船能够将船位稳定在平台所需要的任何地方。由于海上有涨落潮及潮流，并且没风的时候非常少，平流的时间也比较少，船会随着风流的合力漂移，所以三用拖船必须克服风流的合力将船位稳住。一般来说机靠平台作业，三用拖船必须将船位稳定在船舶前后移动的速度小于0.1 kn、左右横移的速度小于0.2 kn，此时才能达到安全作业的要求。

在实际操作中，船长首先掌握现场的风向风速和流向流速，计算风流的合力线和大小，了解该合力与平台面的夹角，以达到安全靠泊，满足平台作业安全要求。理论上计算的数值与实际操作会有一定的误差，所以机靠平台的一般做法是：当距离平台50 m左右时要进行试操作，掌握实际的风流合力线后，再慢慢靠近平台进行作业。

（1）如果能够进行安全作业，就可以将船开到平台附近风流的合力线上将船位定住。因为在风流的合力方向线上，船舶没有左右横移的力量，船位左右不会发生横移，只有前后移动的速度，只要用车控制住该速度就能满足作业要求。这样操作起来用车简单而且安全，车的负荷也不需要开得很大，能够长时间将船位稳定在平台需要的作业位置。

（2）如果风流的合力线与平台的夹角不适合作业要求，即风流的合力不利于靠泊，此时性能良好的工作船就更能显示其优越性：使用其前后侧推，将船舶左右移动的外力克服掉，用车将船舶前后移动的外力抵消掉，那么船舶就定在平台作业所需的地方。拖船的马力大小不同，首尾推的配置不一样，则其克服外力的大小也不一样，拖船马力越大，首尾推的推力越大，则抵抗风流合力的能力越强。每条三用拖船其抵抗外力都有一个极限值，当风流的合力超过了该极限值则不能达到安全作业的要求。机靠平台作业方式有很大的缺点，由于使用侧推和主机抵抗外力，侧推负荷较大而且要长时间用车，一旦设备出现故障就很容易出现安全事故，并且操作者要精力集中，长时间作业也容易造成疲劳。

（3）机动靠泊作业需要平台的吊车和拖船甲板作业者以及拖船操作者三个方面密切合作，统一协调。作业时保持三个方面的通信畅通，避免外界干扰，作业者保持正规瞭望，随时向工作船驾驶台报告周围环境情况，一旦发现不安全因素应立即停止作业，待满足作业条件时再靠泊。

三、三用拖船对无动力工程船所进行的生产支持

工程船一般较宽，甲板面宽大，其方形系数较大，其上配有大型吊车，吊重一般都在百吨以上，一般备有拖带龙须链2根，航行锚（主锚）2只，工作锚8只，超大型的工程船一般配有16只工作锚。不同的工程船其配备的起锚机不同，放收钢丝锚缆的速度也不同，三用拖船协助抛锚的速度要依据工程船的锚机配置来调整。一般来讲，三用拖船拖着锚钢缆驶向抛锚点的速度应保持在2 kn左右，抛锚时三用拖船要稳定在抛锚点上方，起锚主要靠三用拖船的锚机，这样不受工作船的限制。工程船的主要功能是作为海上支持平台在海上吊装重大件，铺设海底电缆、海底管线，在甲板放置设备和货物等，其生产活动主要是通过三用拖船的拖带、供给和起抛锚来完成的。工程船其左右两舷一般配有防碰碰垫或碰球，所以可以平靠其左右舷，因而短距离移泊可以使用旁拖的方法，这样一条拖船就可以达到生产目的。

1. 对工程船的绑（旁）拖

将拖船平行靠在工程船的一舷，拖船的船尾要露出工程船的首尾线3～5 m，将缆绳带好，需对缆绳进行加强，一般首缆2根，另加一根加强缆首倒缆，尾部两根尾缆，依据情况需要加一根尾倒缆。由于拖船与工程船捆绑在一起，所以拖船的操纵性能会受到很大的限制，要注意靠泊的速度不要太快，应提前采取相应措施防止触碰码头和其他设施。由于两条船捆在一起，拖船驾驶台视线被阻挡，所以需要工程船的船首和船尾随时向三用拖船的驾驶台传递靠泊信息，诸如与码头间的距离和靠泊的速度等。

2. 工程船在海上定位铺设海底电缆和管线

工程船通过三用拖船为其起抛锚，三用拖船将工程船的8只锚抛出后，通过绞锚来移动船位。船位到达一定位置而不能移动时，拖船协助工程船再起锚移动锚位，工程船又可以通过绞锚再移动船位。工程船和三用拖船上的海洋工程定位人员通过计算机随时掌握三用拖船和工程船的船位和抛锚点位置信息，以达到精确定位。其误差不超过2 m，足以满足海上定位精度的要求。

3. 三用拖船协助工程船抛锚的方法

将三用拖船后甲板清理干净，同时备妥起抛锚所使用的拖缆滚筒，船尾靠近工程船的工作锚，将工作锚的锚头钢丝连接到拖船的拖缆上，拖船使用拖缆滚筒将工程船的锚绞到拖船船尾合适的部位，拖缆滚筒用刹车刹住，工程船将其锚机的刹车和离合器打开，拖船在海上定位人员和计算机的指引下，开往预定的抛锚点。由于拖船拖着工程船的锚和锚钢缆，速度一般不宜太快，应为2 kn左右，锚缆一般长1 000 m左右。在开往锚点的过程中要不停地调整风流压差，修正航向，让船位保持在预定的航线上。到达锚点后停车得到许可后抛锚，锚落地后报告给工程船定位人员和本船定位人员记录实际锚位。将锚头钢丝与浮筒或锚漂连接后，解开与拖船拖缆的连接，至此完成抛锚过程。

4. 三用拖船协助工程船起锚的方法

起锚的过程基本上是抛锚的逆向。首先是拖船接近该锚的浮筒或锚漂，将锚漂或浮筒抓住，绞到本船的后甲板，连接锚头钢丝，用绞缆机将锚绞离海底。有时需要将锚绞到拖船的甲板，然后工程船往回收锚钢缆，带着拖船到达其锚机附近。这个工程中由于锚钢缆较长并且下到海底后会受到海底淤泥的影响，因此需要拖船倒车，调整船位配合工程船锚机回收锚钢缆。协助工程船起抛锚，拖船的拖力要与工程船工作锚的抓力匹配。

四、结 语

大型非自航船舶拖带、工程船舶和钻井平台的定位、抛起锚及靠离装卸作业过程比较繁琐，拖船和被拖船出港前双方一定要预先制定好作业方案，并实行统一指挥、密切配合。拖带过程中拖船应避免一次性大角度转向，要分若干次小角度连续转向，每次以5°～10°为宜，避免被拖物发生大幅度偏荡。为确保拖船、被拖船及作业平台安全作业，确保定位准确及顺利抛起锚满足生产要求，工作人员必须掌握正确的操纵方法和流程。因此，在不同的水域、不同的海况下，研究选用恰当的拖带和靠离泊方法，对于海上拖带、协助定位及靠泊平台装卸所需物资等的安全作业，具有重要的参考价值。