DP船海管铺设应对内波流方案浅析

孙庆辉 樊继垚 周杨 李翔 （海洋石油工程股份有限公司天津市塘沽区 300452）

DP船海管铺设应对内波流方案浅析

孙庆辉 樊继垚 周杨 李翔 （海洋石油工程股份有限公司天津市塘沽区 300452）

当海水密度上下分布不均匀时，尤其是在海水出现跃层，两层海水的相对密度值大于0.1%时，在外力扰动下，就会在两层海水界面上产生内波。内波流对于海洋工程中DP船海管铺设工作的影响极为严重，流速较大的内波流常导致海管断裂事故的发生。本文以荔湾3-1深水海管项目为依据，介绍了DP铺管船在应对南海内波流现象时采取的应急措施，分析研究该方法在进一步应用中的可行性及局限性。

内波流；DP；海管铺设；失位

一、概述

荔湾3-1气田位于香港东南约340公里处的29/26区块，所在海域最大水深1500米。荔湾深水海管项目主要工作为铺设一条长度78.9km 6”M EG 海底管线，作业水深190-1400米，由深水D P起重铺管船H YSY 201铺设。

图1 荔湾气田布置图

D P（动力定位）铺管船不同于国内普遍使用的锚系浮吊铺管船，其具有自航能力，并通过动力定位系统来固定船位。D P船良好的机动性以及无需起抛锚作业的优点使其在铺管作业时效率提升，并且突破了水深条件对作业能力的限制。但是，D P船的推进器在抵抗风、浪、流等环境因素时存在一定的能力范围，超出该极限船舶将发生失位，无法进行正常铺管作业，甚至导致管线屈曲、断裂现象的发生。

内波流作为中国南海经常出现的海洋现象对D P铺管船的施工作业有着严重的消极影响。由荔湾项目现场环境资料可知，内波流在6至9月出现频率最高。

图2 内波流现场拍摄画面

二、内波流监控方法

图3 雷达对内波流的监控画面

荔湾深水项目对南海内波流首次进行实时监控，项目中使用D P船测流设备监测和雷达扫描监测两种方法对内波流提前发现及应对，确保海管铺设施工安全。

根据水文资料，内波流方向一般从东南向西北流动，项目组制定使用HYSY 698作为内波流监测船，在H YSY 201东南方向20海里处对水下10m、20m、30m、40m、50m进行流速测量，每10秒记录一次，每10分钟向HYSY 201汇报一次，并且有大于1.4节的海流时向201汇报，201开始进行应对措施。

三、内波流应急处理方案

荔湾深水项目委托K ongsberg公司对HYSY 201的D P能力进行分析计算，得出船舶在抵抗不同方向来流的最大流速。同时由Saipem公司根据所铺设管线数据，结合缓铺与海管疲劳计算分析得出铺管状态下HYSY 201船位最大偏移量。

图4 HYSY 201船D P能力分析示意图

如果内波流流速在铺管船D P能力范围内，则进行正常铺管作业。对于内波流的抵抗形式可分为两种：

1.HYSY 201通过调整船艏向抵抗内波流，最大调整角度±10°；

2.HYSY 201不改变船艏向抵抗内波流，船体最大横向偏移量如下：

允许最大偏移量60m 100m 150m水深200m 500m 1392m

如果内波流流速超出铺管船D P能力范围，则进行临时弃管作业。确认内波流经过后，根据船舶总监、业主代表意见对管线进行回收，继续正常铺管作业。

结语

本文基于荔湾3-1深水海管项目，对海洋工程中D P船铺设海管时如何应对内波流现象进行分析，得出基本监控方法及相对应急措施。该应急方案在荔湾3-1项目中的应用使H YSY 201船成功抵御了海管铺设过程中的内波流，保障了施工的安全与效率。

[1].S-Lay:DP Capability Analysis,2012.

[2].S-Lay:HYSY201 Operating Limits,2012.

[3].S-Lay:Solition Management Procedure,2013.