70 mDP2多用途海工船的研制

陈朝俊　黄波　易永光　黄鸿根　曾燕

摘 要：介绍了一款70 mDP2多用途海工船（AHTS）。重点对船型选择、DP2的软硬件配置优化、集成化设计、HAB舒适性设计方面，对整船的核心技术进行了分析研究。该船已完成生产设计，得到船东和ABS的认可，目前处在码头调试阶段。

关键词：多用途；海工船；AHTS；OSV；DP2；HAB

中图分类号：U674.2 文献标识码：A

1 引言

海洋工程装备研制关键技术在国家“十二五”规划及国家“海洋工程装备产业创新发展战略（2011-2020）”中已作为国家的发展战略，同时也是重点支持发展的方向，其中一个重要方面即是深海平台及其配套的辅助工程船舶。

海洋石油平台需要一些海工船具备为海上设施提供拖曳、锚作及就位支持的能力，并为其输送人员和物资。海洋石油支持工作船（OSV），是指专门进行与海洋石油开采活动有关的供应、拖曳、锚作、守护、破冰、人员载运、消油支持、工程施工、遥控潜水器支持和检测等作业支持的船舶。海洋石油支持工作船（OSV）主要分为平台供应船（PSV）和锚作供应船（AHTS）。随着海洋石油开采活动向深水和超深水海域的不断推进，作为行业高端领域的AHTS，无论在使用功能、技术性能，还是设计建造、操作要求等方面均有了新的变化和更高要求。

据统计，目前世界已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及3 000 m以下的海底，深海能源储量将是陆地储量的100倍以上。海上油气的开发正逐步扩展至更深的海域。由于深水领域对于技术要求相对较高，海洋工程船也随之朝着更大、更专业、更先进的方向发展，各种新技术、新船型不断涌现，高端的多功能海工船也越来越受到市场青睐。

2 船型分析

多用途的海工船（AHTS）不仅能定位和安装海上石油钻井设备，而且在特定情况下还能用作紧急救援船。AHTS自带绞缆机，用来完成对海上设备拖带和锚泊。AHTS的开敞式船尾，既可以装载专用锚具，还能进行高难度的拖缆和系缆作业。面对日益增长的功能需求，如下船舶功能更受到市场青睐。

（1）动力定位（DP2）：近年来关于特种船与海洋平台的碰撞事故越来越多，造成大量人员伤亡及经济损失。出于安全等因素的考虑，多数海洋平台要求至少拥有某些船级社符号要求的特种船才可以接近平台。因此，具有良好操作性和可靠性的定位系统（DP2）是首选。

（2）ACCU无人机舱和一人桥楼：随着船舶自动化程度越来越高，船舶配员越来越少，无人机舱和一人桥楼将会在AHTS上获得越来越多的应用。

（3）HAB舒适度：随着国际劳工组织对劳动环境要求日益严格，各大船级社也制定了相应的关于船员工作区域和生活区域舒适度的规范，拥有ABS HAB符号的多用途海工船（AHTS）将有广阔的市场。

（4）多用途集一体：经过不断的研发，多功能海工船的功能逐渐在增多：①海上钻采物资的运输供应；②守护作业（应急响应与救助）；③起抛锚作业；④海上浮油回收；⑤海上人员转运；⑥对外消防功能；⑦海上设施拖曳锚作索具打捞或维修支持；

根据市场需求，我司研制了市场认可度较高的70 m多用途的海工船（AHTS）。

3 AHTS船研制

70 m多用途海工船（AHTS），由著名的新加坡CONAN WU做总体设计，ABS入级。我司应用国际先进的数字化造船系统（TRIBON），完成3D详细生产设计，见图1。

3.1 功能配置

70 m多用途海工船（AHTS）是一款适合无限航区、高度自动化、安全可靠、环境友好、船员操作舒适的高端海工船，主要功能和特性如下：

（1）两个全回转和两个首侧推推进，配2台轴带发电机和4台主发电机来提供电力，满足二级海况下（浪高2 m、风力2级）二级动力定位（DP2）能力，允许进入海上油气田区进行平台支援、平台拖带、平台定位、物资补给输送作业以及少量指定危险品的运输；（2）具有一级海上消防能力，除了带自我保护的水雾系统外，所配备的重型双用途消防水炮（泡沫灭火及海水灭火），在平台或海上建筑发生火灾时可作为消防船参与扑救。配重型双功能水炮射程120 m，水量2 400 m?/h；（3）具有海上消油功能，在发生海上轻度泄漏油事故时，可通过设置在甲板面的喷撒系统，向海面上喷撒油分散剂，进行消油作业；（4）在主甲板上具有加载集装箱的能力，可紧急改装为海上搜救与紧急救护船；（5）通过在主甲板上加装浮油回收模块的方式，可在发生海上溢油或泄漏油事故时，对海上溢油进行回收；（6）在主甲板以下区域布置有分舱结构合理的许多液舱和密闭罐及其装载与输送系统；（7）船上配备大拖缆机、鲨鱼钳和拖销、尾滚筒及敞开的后甲板，实现海上拖带功能和为海洋平台起落锚作业，拖曳力达到80 t；（8）满足海上特殊载人SPS要求，满足ACCU无人机舱要求，满足HAB舒适度，满足ENVIRO环境保护要求。

3.2 DP2的优化

DP2包括3个系统：推力器系统；电力系统；动力定位控制系统。

（1）推进器系统优化

常规动力推进的船型通常配备3台侧推器（首部2台，尾部1台）、2台主机、2套舵机。本船为节约空间，并实现更灵活的操作性能，选用全回转推进器，从而不需要配置尾侧推和舵机。

（2）电力系统优化

基于此类船型主尺度普遍较小、功能块较多等特点，为实现二级动力定位（DP2）能力，我们设计以下配置方案：通过2台轴带发电机和4台主发电机来提供电力。为实现最低能耗的配置，我们研发出有效的电站方案，实现本项目的二级动力定位（DP2）和冗余能力，获得了第三方ABS认证。

3.3 模块化和集成化设计

本船功能全面，但船的主尺度空间有限，因此设备的布置引入集成化和模块化的概念，通过模块化设计和集成化设计，解决狭窄空间的设备和管路布置。

（1）数字化造船系统（TRIBON）

我司应用数字化造船系统（TRIBON），将具备共性的、可集中操作的设备和管路视为一个组成整船的小单元（模块化），化繁为简，同时配合先进的分段造船理念，将复杂的船舶建造简化为“堆积木”的过程，如图2所示。

（2）ACCU无人机舱

本船具有高度自动化的，ACCU无人机舱，设备布置按照操作功能，进行相对集中化布置和控制设计，设计了集成化组合启动屏，实现了空间布局的节约和操控的方便性。

3.4 舒适性设计

本船设备多、功率大，通常有较大的噪音和震动，满足HAB舒适度要求的难度比常规船舶要大很多。为此，首先从选型设备开始进行控制，再从结构设计、内装布置、舱室设备布置及安装工艺各个环节进行分析，并通过建模数字化研究（如图3），通过不断优化分析，设计出满足HAB舒适性的船舶。

4 结论

70 m多用途海工船（AHTS）在经济紧凑型船上集合了更多的功能和关键技术，是一艘集拖带、供给、锚作、消防、浮油回收、应急救援等功能于一体的深海工程船。适用无限航区。二级动力定位、功能性强、装载能力大、噪声振动小、油耗低、适航性好，可作业于恶劣环境。

随着世界能源需求的不断上升，海洋钻井平台投入服役的数量逐年增加，海工服务船（OSV）的市场需求也急剧增加。多用途海工船（AHTS）作为深海工程服务的重要类型，研发这种高性能船舶是推进深海资源开发的一个必然趋势。

参考文献

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新海事重工股份有限公司，华南理工大学. 项目年度编号：1200200035.