自升式钻井平台浮装浮卸操作分析

文海

中海油田服务股份有限公司钻井事业部（河北三河 065201）

0 引言

目前，全球经营半潜船业务的航运公司主要包括荷兰的Boskalis公司、挪威的OHT公司、中国的中远海运特运，振华重工和其子公司GREENLAND HEAVYLIFT 公司等。2018 年，荷兰Boskalis 公司收购了DOCKWISE公司，从而成为目前全球最大的多用途海洋重型运输公司，并拥有目前世界上最大的半潜船“BOKA VANGUARD”号。挪威OHT 公司目前拥有5艘半潜船。中国是继荷兰之后第二个自主建造自航式半潜运输船的国家，中远海运特种运输股份有限公司目前拥有和运营着8艘半潜船。近年来，振华重工陆续建造了26 艘6 万吨级整机运输船，其中7艘为半潜式自航船。此外，振华重工通过其全资子公司香港振华以股权投资的方式获得了GREENLAND HEAVYLIFT HOLDINGS LIMITED（GPO）旗下的4 艘半潜船，其中包括2 艘待建造的65 000 t半潜船[1]。

本文通过对浮装浮卸作业关键环节的分析，提出了针对类似作业流程的优化方案。结合干拖作业半潜船装载技术和优势，为自升式钻井平台跨洋运输提供了一种安全可靠的解决方案。该研究为自升式钻井平台浮装浮卸提供了有益的参考，可以为类似项目的决策者和从业人员提供指导，并推动相关技术和装载方法的进一步发展和应用。

1 干拖前施工准备工艺

1.1 航线方案设计和作业计划制定

干拖作业半潜船是一种具备下潜能力的船舶。该类型船舶拥有多个压载舱，当需要装载钻井平台时，船舶会向压载舱注入海水，增加船体的重量，使其能够下潜至一定深度。随后，将钻井平台拖至其甲板上方，半潜船迅速排空压载舱中的水，使船体浮起。最后，将钻井平台固定在半潜船的甲板上，完成浮装作业[1]。浮卸作业与浮装作业的步骤相反。

钻井平台在接受干拖作业半潜船运输前需要综合考虑多种因素，包括钻井平台质量和尺寸、干拖作业半潜船能力校验、装载方案设计、运输距离和航程设计、气象和海况、港口设施、设备和人员安全等，来进行详细的装卸载方案设计和作业操作计划制定。在航程设计上，需要考虑航行的起点、中间补给点和终点，以及中转点之间的距离和时间，制定出最优的航程方案，以减少航行时间和控制成本。同时，安全问题也要被充分考虑，如避开恶劣天气和海况以及海盗海域等。在制定总体作业计划时，需要考虑钻井平台的浮装和浮卸时间，并掌握港口的通关手续和设施情况等。只有通过制定详实的作业计划，才能够确保按时、安全、高效地完成钻井平台浮装、运输和浮卸任务,见表1。

表1 干拖作业半潜船运输作业计划

为确保人员、船舶和货物的安全，钻井平台的浮装和浮卸过程对天气条件有严格要求。一般要求在5级风以下和0.5 m以内的涌浪情况下进行操作，尤其是在锚地作业时。然而，在运输过程中，如果遭遇恶劣的天气和海况，船舶可能不得不绕航。天气带来的不确定因素是无法预测和避免的，而且船期延误由此引发的经济损失也是巨大的。因此，确保天气条件符合安全要求对于避免经济损失至关重要[2]。

1.2 数据验证，浮装和运输方案制定

作为一艘具有较大载重能力的运输船，半潜船在运送钻井平台设计过程中需要掌握平台的详细技术参数和资料，以便制定出合适的运输方案，确保半潜船的安全性和稳定性。钻井平台向半潜船方提供的资料主要包括平台的基本技术参数和关键区域各结构图，具体内容如下：

1）平台基本技术参数。平台的总长、型宽、型深、净空高度、平台稳性、荷载能力、拖曳设备等主要参数，以便掌握平台的整体情况和运输过程中的限制条件。

2）平台关键区域结构图。为了让半潜船能够制定出合适的运输方案，钻井平台需要向其提供包括平台浮箱及拖带系统的结构图、平台外部锌块布置图、平台主结构（包括坐墩面的龙骨和肋骨位置图）及垫墩布置图，以便半潜船掌握平台的关键结构情况和运输过程中需要注意的重点。

在掌握了钻井平台的重要技术参数和结构信息后，半潜船方需要进行进一步的核实，以形成《钻井平台运输设计手册》（Transport Design Manual，以下简称TDM）。该手册需要包括平台的净重、重心和稳定性计算，平台的尺寸和重量，平台的运输方向和安装位置，平台的配重方案，平台的固定和拆卸方案，以及平台的相关证件和官文等内容。同时，半潜船方还需要依据实际情况制定出具体的运输方案，确保运输过程中充分考虑到平台的稳定性和安全性，以确保钻井平台能够安全、稳定、高效、可靠地完成干拖运输过程[3]。

1.3 浮装点选择

浮装作业是一项技术性较高的工程，需要全面考虑多种气象条件的影响因素，以确保半潜船能够在安全、有效的条件下完成钻井平台的运输。以下从4个方面对半潜船运输钻井平台所需考虑的气象条件进行详细介绍，在运输前需要对气象条件进行充分的评估和预测，并做好相应的应对措施。

1）海浪：海浪是影响半潜船稳定性和安全性的主要因素之一。因此，针对不同类型的半潜船，需要制定出相应的海浪高度标准。一般来说，半潜船需要满足最大可允许的海浪高度，确保其安全地进行运输作业。

2）风速和风向：风速和风向是浮装作业中的另一个重要气象因素。对于浮装作业的安全来说，需要对风速和风向等气象因素进行全面的评估和预测，制定出相应的应对措施，如调整航线、减速或停航等。

3）潮汐：潮汐变化可能会对浮装作业产生重大影响，因此需要进行全面的规划和调整，以避免在潮汐变化大的区域遇到困难。

4）半潜船载重平台后的整体稳定性：在考虑气象条件的同时，还需要全面考虑半潜船载重钻井平台后的稳定性问题。在船舶受到侧风或大浪冲击时，需要确保整体的稳定性，以避免发生危险事故。

在确定了以上几个关键条件后，首先需要征得海事部门的同意，确保浮装作业操作的合法性和安全性。其次，根据半潜船的装船作业吃水要求，所选的作业水域必须满足两个关键的水深和间隙条件：作业水域的水深至少比半潜船的船底深1 m，以确保平台的底部能够完全下沉至船舶的底部，而不会接触到水下的任何物体；在浮装过程中需要确保甲板上的垫墩与平台底部之间保持0.5 m 的间隙，以避免发生碰撞和刮擦。如图1所示。

图1 浮装作业吃水示意图

半潜船通过控制自身压载水的进出来实现下潜和起浮的操作。下潜性能取决于一定吃水下的排水量和压载水的容积。半潜船通过不断调节压载水的量，保持与平台底部的接触。随着平台重心转移到半潜船上，整个平台被成功浮装上半潜船[4]。

2 明确双方职责，划分技术分工

钻井平台浮装浮卸作业中清晰的责任界面和技术分工非常必要。在这个作业中，涉及到多个不同的操作环节和工作转换，如果没有清晰的责任界面和技术分工，将会带来很多潜在的问题和安全隐患。因此，制定清晰的责任界面，明确钻井平台方和半潜船方各自负责的操作环节（表2和表3），明确各方操作人员的任务和职责，将不同操作环节划分给专业的技术人员执行，既有助于提高作业的安全性和效率，也可明确团队成员之间的配合方式，还能最大限度地避免人员操作上的冲突和矛盾，确保作业期间的协调顺畅，为团队提供稳定安全的作业环境，有效减少事故发生的概率，确保浮装作业的安全和顺利完成。

表2 平台方负责的技术工作

在平台浮装前，港口船长应组织相关人员召开现场浮装作业技术交底会，全面分析和评估风险，确立任务分配和沟通方式，识别安全潜在隐患并制定相应的防范措施。

3 钻井平台浮装浮卸作业流程

3.1 浮装作业流程

浮装作业的每个步骤，分别以设计图和实际操作图进行对比阐明。设计图中A、B、C代表拖轮，①、②、③、④分别代表干拖作业半潜船上4个缆绳绞盘。

第一步：平台依靠3 个拖轮接近并停在距离半潜船约50 m 处。利用带缆艇分别将半潜船上漂浮缆连接至钻井平台船艏和船艉处，其中艏和艉部两条漂浮缆交叉连接[6]。如图2所示。

图2 浮装流程第一步

第二步：驳船开始利用缆绳绞盘将平台缓慢移位至半潜船主甲板区域，此时可以解除C 拖轮。如图3所示。

图3 浮装流程第二步

第三步：继续利用半潜船缆绳张力将钻井平台拉到装载位置。如图4所示。

图4 浮装流程第三步

第四步：确认半潜船定位桩与钻井平台定位捕捉器接触后，解除A拖轮和B拖轮。如图5所示。

图5 浮装流程第四步

第五步：半潜船保持4个缆绳的张力，稳住钻井平台；排水上浮驳船，直至钻井平台浮出水面[7]。如图6所示。

图6 浮装流程操作第五步

在钻井平台浮装操作过程中，拖轮配合浮装作业有效完成，扮演着重要的角色[8]。主要体现在以下几个方面。

1）拖轮协助定位。提供额外的拉力和操纵能力，确保半潜船和钻井平台之间的对接过程稳定和精确。

2）引导和调整方向：拖轮可以通过牵引和调整钻井平台，确保钻井平台能够正确地靠近半潜船的甲板。可以控制平台的运动，避免不必要的倾斜或摆动，保证平台平稳浮装到半潜船的甲板上。

3）应对海况和风力。拖轮在面对恶劣海况和强风时，能够提供额外的控制能力，稳定钻井平台的位置，抵消海浪和风力对浮装工作的不利影响，确保操作的安全性和有效性。

钻井平台浮装后的绑扎和固定工作非常重要，以确保钻井平台的安全运输。需要根据平台的稳心和重心位置，制定最佳的绑扎和固定方案[9]。绑扎固定结束后，需对焊缝进行无损探伤，探伤结果需获得MWS 认可后颁发批准证书（COA）。得到平台方的许可后，干拖作业半潜船方就可以开始办理清关手续，准备启航。

3.2 浮卸作业流程

浮卸的技术要求和浮装类似，需要严格遵循相关的操作流程和安全规范，确保操作的安全和顺利进行。在浮卸过程中，按照责任分工进行操作，确保各个环节的协调配合[10]。

当干拖作业半潜船到达目的港口后，需要先完成进口手续和海关清关工作。根据浮卸作业天气窗口制定浮卸作业计划安排，前往作业水深满足浮卸作业要求的浮卸点进行解绑。解绑作业是钻井平台浮卸前的重要环节，要确保钻井平台与半潜船之间的安全分离，为后续的浮卸作业做好准备[11]。钻井平台与半潜船之间的海固连接部分需要通过切割来解除。切割通常需要使用专业的切割设备和工具，如气割、火焰切割或激光切割等。在进行切割操作之前，必须确保操作人员具备相应的切割技术和经验，并严格遵循安全操作规程。

压载下潜半潜船以及卸载平台。这些操作步骤与浮装时的步骤相逆。一旦钻井平台安全浮卸后，整个干拖作业半潜船运输任务就算完成。此时干拖作业半潜船船方将给钻井平台方一个“Cargo Re delivery Receipt（货物交付单）”。

4 筹备完善的作业应急预案

应急预案对于钻井平台浮装和浮卸作业的安全至关重要，是一个综合性、系统性的管理工具，旨在确保浮装和浮卸作业过程中的安全性和有效性[12]。其包含风险辨识、应急组织与指挥、应急设备与资源、紧急撤离与救援、天气状况监测与警报、事故应对与灾害管理、培训与意识提升等方面的内容，以应对各种紧急情况并降低事故发生的风险。通过不断审查和改进，保证应急预案的可靠性和适应性，最大程度地保障钻井平台浮装和浮卸作业的安全性和顺利进行。

1）风险辨识与评估。进行全面的风险辨识和评估工作，包括分析可能的灾害类型、事故情景和潜在危险因素。针对每种风险，确定其可能性、影响程度和紧急程度，并制定相应的应对措施。

2）应急组织与指挥。明确钻井平台方和半潜船方的应急组织结构，指定应急指挥人员和责任人员，并确保他们具备应急管理和决策的能力。制定应急通讯程序和联系人清单，确保在紧急情况下及时进行沟通和协调。

3）应急设备与资源。确定所需的应急设备、器材和资源，并保证其可靠性和可用性。包括救生设备、灭火设备、应急照明、应急通讯设备、医疗设备等。对设备进行定期检查、维护和更新，确保其处于良好工作状态。

4）紧急撤离与救援。制定详细的紧急撤离计划和程序，包括撤离路线、集结点、撤离顺序等。指定安全撤离人员和组织撤离演练，确保所有人员熟悉撤离程序。同时，与附近的救援机构建立联系，并制定合作协议，以便在需要时获得紧急救援支持。

5）天气状况监测与警报。建立天气状况监测系统，并与相关气象机构保持联系，及时获得天气预报和警报信息。根据天气情况，制定相应的应对措施，包括船舶安全操纵、作业暂停等，以确保在恶劣天气条件下的安全作业。

6）事故应对与灾害管理。与当地应急管理机构建立紧密合作关系，确保在发生灾害或事故时能够及时协调资源和救援支持。制定灾害管理计划，包括应对油污染、火灾、泄漏等紧急情况的控制措施，以最大限度减少损失并保护环境。

7）培训与意识提升。定期组织培训和演练，提高船员的应急意识和应对能力。培训内容包括紧急情况下的行为准则、设备操作技能、火灾灭火技能、急救知识等。通过模拟演练和案例分析，增强船员在紧急情况下的应变能力和团队协作能力。

在钻井平台浮装、浮卸期间发生应急情况时，平台方和干拖作业半潜船船方按各自的应急处置方案执行，并接受港口船长的统一指挥协调，但不解除干拖作业半潜船船长和平台高级队长（OIM）履行法规，赋予其采取应急决策及保护本船财产和人身安全的权利。

5 结束语

自升式钻井平台的浮装浮卸作业是海运物流领域中一个具有专业性、安全性和系统性要求的细分领域。为确保作业的顺利进行，各相关方必须进行科学、系统地协调配合。

在这个复杂的系统性工程中，有几个关键要素缺一不可。首先，需要一支具备专业知识和经验的团队，该团队应该熟悉整个作业流程，并能够有效地应对各种风险和挑战。其次，大型半潜船是执行浮装浮卸作业的重要工具，必须获得海事部门的许可，并满足相关的要求和标准。此外，专业保险的支持和保障也必不可少，以降低潜在的经济损失并提供必要的赔偿和支持。

针对浮装浮卸作业中的各项风险，必须进行充分的识别，并制定有效和合理的应对措施。必须实现统一指挥，确保各相关方之间的密切协调。同时，对气象条件的密切关注和准备工作也至关重要。此外，稳固的绑扎和固定措施也是保证作业顺利进行的关键。

自升式钻井平台的浮装浮卸作业只有通过全面考虑并满足行业要求，以及对各项风险进行充分地识别和应对，才能确保整个作业过程的顺利进行。“统一指挥、密切协调、关注气象、做好准备、稳固绑扎”是这类作业的关键要素，对自升式钻井平台浮装浮卸作业的实施提供了必要的参考。