可单/双打捞且一船多用的方法及系统设计

摘  要：国内单边抬浮力最大的打捞工程船，也可实现双船并列联抬，具有四点锚泊定位和DP动力定位功能，强大的压载调载系统和良好的稳性装载能力，国内首次采用在甲板上布置液压拉力千斤顶作为产生打捞抬浮力的方法，在没有打捞任务时将液压拉力千斤顶及配套的导缆滚轮和基座可以拆卸后可以进行模块及其他超大件货物运输。

关键词：单边抬浮力;双船联抬;快速调载;超大件运输

0 引言

随着海洋及航运市场的的快速发展，我国对沿海港口通航密度增长，船舶大型化趋势明显，海洋开发作业工程增多。在重要航道和海区海区发生船舶及海洋工程设施沉没阻碍航事的风险日益增加。受沉船（沉物）形状、形态、尺寸大小不一以及沉没水域的水深、地质状况不同等因素制约，利用传统的起重、浮筒等打捞方式进行打捞清障都有其特定的使用范围，且传统打捞方式在打捞重大、尺寸下的沉船或船体残骸时还存在着技术瓶颈和能力不足。因此交通运输部救助打捞系统“十二五”规划重点中要求设计建造12000吨单边抬浮力打捞工程船，根据双船配合工作的全新理念，两船成对协调作业的最大打捞抬浮力可达到24000吨。

1 单边抬浮力及双船联抬打捞

我司建造的12000吨单边抬浮力打捞工程船，本船甲板上装有强力牵引装置，为了保证打捞过程中的单边受力时的稳性，具有强大的压载水调节功能，本船共有45个压载舱，配备6台压载泵，在艏部机舱和尾部泵舱内分别布置3台，日常4用两备，其中一个发生故障时，其他5个任何一个都可以代替其进行压载水调载， 4小时内可以将全船压载水置换完毕（见图1），并布置一套压载水处理装置，为了使调载能力迅速准确，设计配置了先进的阀门遥控和液位检测系统，并和打捞系统进行相互关联，在甲板控制室可以通过计算机机进行监控和控制（见图2）。本船压载水系统及压载水舱透气系统采用大口径PE管，是一种全新的非金属材料，制作、安装、焊接工艺与常规钢质管不同，工艺技巧要求很高，但对减轻空船重量，提高船舶的抬浮打捞能力有显著效果。本船的压载工况有三种：航行工况、打捞工况、超压载工况，本文着重论述打捞工况，打捞工况时又分为：空船打捞工况、100%油水打捞工况、50%油水打捞工况、10%油水打捞工况，不同打捞工况下又分出了不同打捞力需求下的压载状况，共计27种，涵盖范围很广。

每条船在甲板上可以布置11组液压千斤顶打捞设备，一舷布置千斤顶，另一舷则布置滑轮滚轮组（见图3），打捞设备布置灵活。当沉物所需打捞力大于12000吨时，就需要两条船联抬打捞，这时如果一条船用右舷打捞时，另一条则为用左舷打捞，故主甲板、内底、外底、纵舱壁均采用纵骨架式，设计时甲板结构设计成左右对称，并能满足液压拉力千斤顶及配套的导缆滚轮和基座在左右舷都可以互换布置，每组打捞设备均布置在强框架或舱壁位置。

对于浅水区域打捞作业可以采用四点锚泊定位，在艏艉甲板各布置了两个定位系泊锚机（见图4），可以通过驾控台远程控制，也可本地操作，锚泊定位系统具备自动计算、平衡锚泊缆绳长度和张力的能力，使船舶在作业时，不会因为风向和流向的影响发生位置偏宜。停泊工况时为了节省能源，这时电力分配会自动调整为由设计布置的停泊发电机供电，并通过400V配电板配电。

在潜水区域可以进行单船作业，例如其他船舶由于搁浅或触礁，导致倾斜侧翻后，可以用单船布置的千斤顶及滚轮组等装置先把翻船拉正（见图5）。

深水打捞时采用DP-1系统进行船舶自动动力定位，动力定位时由3台主发电机供电，通过690V主配电板配电，整个DP系统由测量系统、控制系统、JOYSTICK系统、动力系统、推进系统组成，该系统按照欧洲北海的海况进行进行设计，抗风、抗浪干扰和自动定位能力很高（图6、7）。在艏部安装了2套管隧CPP侧推装置，尾部安装了2套全回转电力主推进装置，通过测量和控制系统可以实现4种推进组合方式的动力定位，组合方式分别为：2套艏管隧侧推+2套艉主推、2套艏管隧侧推+1套艉主推、1套艏管隧侧推+2套艉主推、1套艏管隧侧推+1套艉主推，所以实际打捞定位时可以根据当时实际水深和海况选取最经济的方式。

在浅水区域将翻船拉正后及在深水区域打捞时，需要双船并排进行联抬打捞作业。将提升千斤顶固定在打捞工程船一舷甲板上，构件夹持器则自由放到打捞工程船的另一舷甲板位置上，两构件用柔性钢绞线连接，沉船过底钢丝两端分别与两船相邻两舷的构件夹持器连接。当千斤顶在紧锚状态下伸缸，就可以带着钢绞线移动，钢绞线带连接器、钢丝绳移动，同时就会带动沉船上移（见图8）。所有的千斤顶及液压泵站等都能在甲板控制室通知计算机进行同步控制和单独调整控制，沉船或物打捞上浮后，两船并列同步航行，将其运输到近岸指定区域。

2 模块及超大件运输

为了节省资源将本打捞工程船的作用发挥到最大，本船被设计成当没有打捞任务时，也可以进行模块及超大件运输营运。

如果本船仅具有打捞功能，那么在没有打捞任务时，只能停靠在码头进行等待，但即使船舶停靠在码头也需要维护保养费用，得不偿失，因此本船在设计之初就将本船设计成兼有模块和大件运输的能力，为了实现这一功能，总体、结构、舾装、管系、电气的设计就要同时满足两种功能的需求，而且也要易于实际运营操作，因此设计之初对于本船的强度、稳性就按照满足打捞和模块大件运输来计算的，穩性及结构强度既能满足打捞时船宽方向的弯矩和抗横倾能力，也能满足运输模块大件时所需甲板载荷强度和稳心高度要求，压载水调载能力既能满足打捞作业时快速调载能力，也能满足模块大件从船侧或船尾上船的调载及稳性要求。为了便于打捞和运输功能的转换，甲板上千斤顶及滚轮组等打捞设备与基座都是螺栓连接，其基座与甲板焊接的地方都是加厚板并有垫板保护，避免重复焊接对板材和强度有损耗。当运输模块大件时艉部甲板上的定位锚机设备同打捞设备一样也可以从甲板上拆卸后储存到库房中，等到再有打捞任务时再进行安装，为了节省拆卸回装工作所有电缆、管系都与甲板下的电缆、管系设计成了活络可对接拆卸接口。经过这样考虑周全的设计，本船不仅具有打捞的功能也具备了模块大件运输的能力（见图9），而且两种功能转换起来十分方便。

3 结语

显而易见，随着现役船舶吨位的不断提升，打捞沉船的吨位也在增大，沉船打捞呈现出向大吨位发展的趋势，并且随着海上经济活动的增长，航运、海洋开发等活动海域不断扩张，使沉船打捞也向着远海大深度方向发展，国内常用的沉船打捞方法和工艺还停留在传统水平，能满足的打捞水深较浅和打捞需要的时间也较长，由于打捞能力不足，发生“一船沉没、全港瘫痪”的概率提高，这就要求抢险打捞技术必须向大吨位、大深度、信息化、智能化方向发展和提高，大深度和超大深度潜水打捞技术和装备是当前抢险打捞领域发展的重中之重。

利用液压钢绞线同步提升技术，通过两艘专用打捞工程船，配合拉力千斤顶进行联合作业，可有效解决传统方式的不足，满足在深水区域打捞作业的需求，并且通过多功能的设计理念，实现了一船多用，不仅为我国大吨位、整体打捞能力提升提供了一条新的途径，也为如何避免产生船舶资源闲置提出了好的设计参考实例。

参考文献：

[1] 饶森.上海佳豪船舶工程设计股份有限公司.国内首艘抬浮力打捞船结构强度分析2015[M].船舶与海洋工程，2015.

[2] 中国船级社. 钢质海船入级规范2012[S].

[3] 中国海事局. 特殊用途船舶安全规则2008[S].

[4] 王祖温.大连海事大学.救助打捞装备现状与发展 2013[M].机械工程学报，2013.

作者简介：

梁慧君，性别：男，1979年7月28日出生，籍贯：山西省原平市。学历：本科学士。职称：工程师，研究方向：船舶与海洋工程设计建造。单位：大连中远海运重工有限公司。

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