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水下作业对设备船的七大要求

  随着海洋石油工业的发展,潜水作业越来越多地被用于这一领域。潜水作业依赖于船舶作为潜水支持平台,不同的潜水方式,以及在不同的海区,对船舶有着不同的要求。船舶可能是油田供给船、起重驳船、动力定位船或四点锚泊船等,因此在什么样的海区,什么样的潜水方式,选用什么样的船舶才能满足潜水作业要求,应具体情况具体分析。为确保潜水作业能安全和顺利进行,我们应该对其特性进行评估。

  很多国家对于近海潜水作业的管理并没有具体的规章制度,这种情况下就应当推广好的惯例,这些惯例应综合业主要求、船级社规范,潜水承包商安全管理体系以及国际潜水组织指导规范等。

  本文在研究国际潜水支持船舶规范,结合我们多年来近海潜水支持船舶选用经验的基础上,总结了潜水支持船选用的要求。

  一、船舶选用主要考虑的因素

  船舶选用主要考虑的因素包括以下几个方面:

  1.从事的工程任务的类型和性质,包括海上设施的建造、检查、维修或检测等,不同性质的任务,考虑到的甲板空间、起重机能力、作业场所通道等也不同。

  2.潜水作业深度。

  3.潜水作业持续时间,作业时间不同,所需准备的食品、燃料、淡水、潜水用气也不同。

  4.环境条件,潜水支持船舶必需具备在一定环境条件下开展工作的能力,这些条件包括风力、海浪、水流、海水和空气的温度、雾、冰等。

  5.适宜的住宿餐饮设施支持潜水作业的开展。

  二、船舶总体安全要求

  1.一般安全要求

  船舶的安全标准由多个机构颁布,如船级社,IMO等,而这些标准实际上从属于国际公认的标准,如《国际安全管理规则》和《国际海上人命安全公约》等,因此针对潜水支持船来说,没有必要采用更高的审核标准。但是,为了保证船舶符合国际标准,建议只有经国际船级社协会批准的船级社认可的船舶才能用作“候选船舶”。

  依照船级社规范,每艘船舶都有乘客人数的限额,并且要为每位乘客提供相应的应急装备。甲板的负荷和稳性计算一般要经船级社正式批准。动力系统配置的改变也必须由船级社批准。未经船级社认可的船舶,应按船级社的规范和强制规定对其进行独立审核。船舶的审核也可参照IMCA M149《常规海事检查文件》进行。

  船上的所有人员尤其是关键岗位人员必须具备相应资格和相关经历,如船长、轮机长以及DP操作员。这些关键岗位人员应该在潜水作业实际开始之前,参与项目风险评估。所有已识别的风险都应该被消除或降低,或作为剩余风险在现场以适当的程序进行控制。

  船舶必须配备快速救生艇和适任的船员或与其相当的能够通过动臂起重机/回旋吊架装置等适当方式布放和回收的小艇。这些救生艇必须装备良好并处于随时可用状态。

  2.工作许可证制度

  船舶进行的所有工作应具有PTW制度,应该清晰的确定船舶上负责签发和结束PTW的批准人。PTW应包括潜水作业和与之相匹配的“潜水需求的许可”方案,该方案应包括适用的推进器锁定程序。应建立一套文件,以确保船舶的PTW系统与业主的PTW系统可恰当地衔接。

  3.标准作业程序

  船舶应始终配备整套的标准作业程序,该套程序至少应能清晰地阐明以下内容:

  (1)包含安全管理体系的船舶管理体系

  (2)安全计划

  (3)系泊/锚泊程序/DP程序

  (4)应急和意外事件处理程序

  (5)近期完成的常规海事检测文件

  (6)意外事件报告程序和危害观察报告体系

  4.项目具体安全要求

  应当讨论、制定现场特定的安全计划,制定计划时应与船舶操作员相互协商且双方认可,应制定一系列的协定,包括以下内容:动员计划、船舶故障通知程序、信号和外部通知、潜水站和观察人员之间的通讯联系、观察人员的职责、与船员同时进行的交叉作业、应急和撤离程序、船舶供给服务的利用、船舶/潜水承包商管理体系与业主相应的特定作业区的管理体系之间的衔接文件、应急演习的类型和频率。

  三、甲板工作区域

  选择适当的船舶用于潜水作业时,还应考虑下列诸多具体因素:

  1.甲板区域

  甲板面积必须足够安全地安装和布置所有的设备。甲板布置图的设计应特别考虑正常和紧急情况下的人员通道。布置图应考虑潜水控制站和潜水减压架或潜水钟的位置关系,对于水面供气式潜水作业来说,还要考虑潜水员布放地点到甲板减压舱的区域。此外,根据作业范围的要求,临近潜水员吊笼或潜钟的地方应提供适当空旷的工作区域。如果项目计划中包括使用人员吊笼进行人员撤离的回收方法,那么,这一区域还要用于甲板上通过人员吊笼进行人员的撤离。

  2.干舷/稳性

  选择船舶时,应考虑船舶干舷。如甲板经常遭海水冲刷,即使在中等海况下,应考虑该船舶不适于潜水作业。

  还应根据可能预见的天气状况,考虑船舶的整体大小和稳定性,比如要考虑到在摇晃的甲板上作业,施放和回收潜钟和潜水减压架时,可造成潜水员和甲板上人员受伤。

  应要求操作人员检查船舶的稳定性,包括潜水作业的所有设备。

  建议干舷至少应为 1.5米左右。船舶应配置合理的潜水员施放和回收系统,以确保潜水员安全地入出水,应有一级和二级系统。低干舷的船舶应提供设计合理的潜水梯;高干舷的船舶,要有合适的机械装置用来施放和回收潜水员。

  3.甲板强度和设备的固定

  动员前必须对船舶甲板的强度进行评估。建议规划一个甲板布置图,包括项目的每个设备的具体尺寸、重心和重量。用计算出来的设备总重量除以所用的甲板面积,得出单位面积装载量,甲板必须能支撑该载荷,对高载荷区域应进行特定的局部检查,必要时,可用格排垛来分散所要求的载荷。

  另外,应注意潜水作业设备同甲板的固定方式。所有的潜水设备必须充分安全可靠地固定在甲板上,通常是通过焊接的方式。应标出设备焊接点的位置,某些位置是不能焊接的,特别是在燃料和储油舱的上方。

  甲板固定必须连带甲板和甲板下强度一起合理设计。焊接工作需由经批准的焊工依照认可的程序进行。无损检测和关键联结点的负荷检测必须由有资格人员进行。

  4. 船舶设备和机械

  在选用船舶过程中,要将暴露在外的船舶设备的危险因素同计划中的潜水作业联系起来考虑。例如,要对系泊缆绳和钢缆给予特别的注意,并对留在甲板上的钢缆做到100%的防护。

  要考虑推进器、吸水口和排放口的位置。潜水员的布放位置的选择要尽量减少以上设施可能带来的危险。还要制定脐带管理计划,以减少潜水员被困住的危险。

  四、系泊和定位

  选择船舶时应考虑系泊和定位系统的类型,这样才能提供安全的潜水作业平台。

  1.动力定位

  有关DP船潜水作业有着大量的资料和指南,这些可参考IMO建议的《对DP船舶进行设备分级的 645号通知》,它规定DP船舶有三个级别。一级的冗余量水平最低,而三级最高。潜水支持船的DP能力至少为二级。DP一级的船舶,不能用来支持潜水作业。

  主要DP作业人员应经过培训并具有经验。

  相关DP文件应随船携带,并且存档于业主的办公室内。

  如选择DP船,更多要求可参考IMCA D010《从DP模式船舶上进行的潜水作业》。

  2.四点锚泊

  根据潜水作业类型,至少为四点锚泊。更高的冗余量应当根据具体情况进行评估。

  考虑选用四点(或以上)锚泊的船舶时,就潜水作业而论需要考虑锚的类型和锚链的长度、尺寸和作业状况。所有锚泊系统部件检验证书应在有效期内。

  作为选择程序的一部分,要考虑安全性和与邻近水下设施之间的整体性,锚的设计应保证选定的船舶能够安全定位。

  锚绞车的操作应由船舶的驾驶台或控制室控制,并且绞车应配备遥控输出和张力计以便控制和监测锚泊状态。一些船舶自身配有四点锚泊系统,可自行抛锚;另一些需要用另外的锚泊船来帮助潜水支持船施放、移动或回收锚具。以上两种船舶都应配备相应的定位系统,以保障锚及锚索的安全施放。

  建议船舶配置DGPS,且船上人员能够胜任该系统的操作。这种装备可以用来将船舶定位至作业要求的位置,也是检测船舶定位偏差的必备工具。船舶常常在水下设施上方或靠近水下设施处系泊,重要的是DGPS设备应与船舶航行设备实时整合。

  3.其它系泊方式

  作业类型将决定被选定的船舶是否需要不同形式的锚泊。有些潜水作业的系泊方法是通过抛两个前锚和缆绳将船舶的艉部系上平台。动员之前,应确定锚链和缆绳可用长度已经达到了IMO规则中所规定的在某一水深中系泊的要求。还应对锚链全长的完整性和与锚机的适配性进行检测,特别是当船舶不常用于潜水工作或不常用该方式系泊的情况下,锚链不常使用的部分可能发生腐蚀。

  作为选择船舶程序的一部分,应检查系泊缆绳并且更换磨损部分。系泊缆绳应当足够长,可以不需要再接别的短缆就能将船舶固定(绳结可能会削弱缆绳近一半的功能,并可能造成操作上的危险),针对可能会磨损的部分应安装磨损保护装置。如果没有船艉动力锚机的话,这种方式的系泊将会非常困难,因此,锚机是这种船舶的必备之物。

  对于有些作业,例如在转塔浮式结构旁作业,船舶可能只依靠缆绳系泊。在这种情况下至少要用四根系泊缆绳(船艏、船艉各一根和两根倒缆),应适当使用碰垫,以避免硬接触。

  IMCA系泊和动力定位船舶相比较的文件《系泊和动力定位支持船之比较》,可供参考。

  4.声学定位

  某些候选的船舶已经在船底部位安装声学定位系统的传感器,如USBL/LBL。其他船舶可在适当的位置安装传感器探头为海底定位所用。在选择船舶时,应该考虑到船舶永久和临时安装的两种传感器的位置与打算布放潜水员的位置之间的关系。

  五、生活设施

  候选的船舶常常没有为潜水作业额外人员提供食宿的设计,因此为作业提供足够且适宜的住宿和膳食设施很重要。轮班作业时下班的作业人员一定要有充足的、连续休息时间。建议每四个人有一个单独舱位,且应尽量避免不同的工作人员共用同一舱室。潜水总监、潜水监督以及其他重要人员应当安排配备办公桌的单独住宿舱位。要充分保障所有的舱位有适当的空调和持续的新鲜空气供给,以减少传染性病菌传播的危险。还要有足够的、清洁的厕所和淋浴设施。

  使用临时或移动式住舱时,必须对噪音和振动等予以考虑。如使用这样的舱室,应布置在远离工作区域的地方,尤其在作业时要求设施或甲板机械连续运转的情况下。

  应配备适当的餐饮设施和人员,以供应每个班次的三餐,并提供适当的洗涤设备。餐室应足够大,在人员换班时,能提供每一班人员舒适地进餐。如果是24小时连续潜水作业,这些设施应能满足昼夜作业的要求。

  六、医疗设施

  应设置一个独立舱室或专门的医疗舱作为船舶卫生室,并配备一个床位,卫生室应配有应对突发事件的急救设施,船舶或潜水承包商的工作人员中应该有合格的医疗急救人员。

  作为应急反应计划的一部分,必须提供相应设施,以确保伤病人员从船上撤离。

  七、附加要求

  1.通讯

  必须配备可靠的通讯系统,包括船舶与岸基之间的卫星通讯系统、在作业地点的通讯(如VHF)和船舶内部的通讯系统(如广播、专用自动交换分机等)、船舶与岸基之间的通讯。船舶和岸基通讯的最低要求为一个带有声讯、电子邮件和传真通讯设施的卫星通讯系统。尽管VHF和SSB可提供适当的现场通讯,但不应将它们作为向固定站传递即时信息和通知的主要方式,特别是在出现潜水紧急情况时,潜水现场和潜水医生或其他专家之间的直接联系是至关重要的。

  应该在重要部位(驾驶台、潜水控制室、ROV控制室、起重机)之间建立专门通讯。某些场所可能还要提供闭路电视监控系统。驾驶台与潜水控制室之间至少有两套通讯系统,这两者都要持续可用,并且其中之一的操作不需要外界供电。相关场所之间要有相应的警报系统,如果发生船舶定位失灵或船舶定位级别降低时,可启动警报系统,停止潜水作业。

  2.电力供应

  船舶动力可能不稳定,由此产生的峰值可能会潜在地损坏敏感的设备。潜水作业通常只能使用在潜水监督控制下的专门的甲板发电机来供电。在项目的计划阶段还要考虑甲板发电机燃料的储备。

  当一台船载发电机用作为备用电源供应时,该电源供应应只能从一台与船舶自身电能使用量(包括冗余量)相独立的发电机获得。

  对船舶电气系统构造的任何改变须经船级社认可。

  如确定船舶动力可安全使用,要特别留意电缆的长度和线路走向,确保电缆不会发生意外损伤。必须安装断路器,并考虑其负荷要求。还应使用隔离变压器,并注意不要超过开关箱短路保护器额定值。

  在动员时,应仔细检查电源线是否单独排放的,并且应与氧气管路或氧成分超过25%的气体管路分开。

  3.吊机

  潜水作业常常需要配备吊放海底重物的起重机,有些船舶配有起重机,那么就要检查现有的起重机,以确保其能够满足作业目的。例如,起重机吊钩是否可以入水?是否有足够长的钢丝绳到达作业深度?设备额定载荷是否考虑了海底起吊所需的动态扩大因素?等等。吊机载荷的连接方式应考虑避免载荷的意外脱落或重新附着的可能性。IMCA有关于吊机挂钩上的指导,AODC 018《潜水作业过程中负荷挂钩操作指南》,可参照使用。

  除了起重机应具有有效的证书外,还要核实起重机操作员的资质。起重机操作员要能使用通用语言直接与潜水监督沟通,并且在起重机和潜水控制室之间要有专门的硬连线通讯系统。

  4.救生设备

  潜水作业由于其自身的性质,需要专门人员住宿在船上,在这种情况下,就要求对船上的救生设施进行适当评估。要求在船上有额外的救生衣、救生艇以及其他安全设施。此外,还要确认必须满足船级规范。

  5.消防设备

  安装在船舶上的潜水设备可能要求船舶的消防系统进行更新改造升级,以满足提供足够的烟雾火灾探测装置和灭火系统。这点必须在进行选择船舶时予以充分的考虑。

  6.其它要求

  已安装的潜水设备可能要求提供以下服务:压缩空气、饮用水、冷却用海水。

  如果需要船舶提供这些服务,应对供给系统进行检查,确保供给压力和流量的可靠和合适。为安全起见,供环控系统使用的海水冷却系统必须有冗余量。

  7.高压逃生系统

  如果候选船舶用于饱和潜水作业,潜水承包商必须提供合适的高压逃生系统。高压逃生系统必须能够独立于船舶主动力系统进行施放。由于高压逃生系统在设计理念上有相当大的差异,对所有与船舶衔接界面必须详细说明,以确保应急程序的可操作性。

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