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世界性难题——深海潜水

2014-08-15高峰

水利科学与寒区工程 2014年8期
关键词:常人氦气潜水员

□高峰

《西游记》里,孙悟空潜入“龙宫”索取宝贝的情景,深深地留在了中国人的脑海里。21世纪的今天,海底“龙宫”终于首次迎来了中国人。深海300米饱和潜水探摸作业取得成功,为我国向深海要资源、向深海拓展人类生存空间奠定了基础。

上海打捞局自主研发的深海饱和潜水技术已在现实中发挥出作用。2006年11月,该技术成功运用于南海番禺油田抢险工程,下潜103.5米,打破了国内深海潜水市场长期由外国公司垄断的局面。7年来,上海打捞局已应用饱和潜水作业技术,在海底完成各种海洋工程项目或海上抢险任务11项,饱和潜水实际作业时间超过14000小时。

我国首次300米饱和潜水作业取得成功,表明中国在向深海进军的征程中,可以在更大的深度下开展复杂的水下安装、抽油、抢险打捞作业,可增强我国大深度水下各类应急抢险和环境救助能力,提高应对我国东海、南海及经济专属区政治、经济等紧急事件发生的能力,提升我国在海洋活动、海洋经济中的话语权,这是一个国家综合实力的体现。我国将冲击500米饱和潜水新目标。

300米饱和潜水成套技术自主研发

上海打捞局的潜水员1月12日在南中国海首次完成了300米深海出潜探摸作业,使用的是我国自主研发的300米饱和潜水成套技术。

上海打捞局组成了深潜水研发团队,成立了深潜水技术研发中心,历经艰难,自主研发出成套的300米饱和潜水作业技术和标准;自行培养出深潜水技术研发人员、管理指挥人员、潜水员、生命支持和医疗人员、设备管理和维护人员;依托的是我国自主建造的首艘深潜水工作母船“深潜号”。

“深潜号”是我国第一艘自行建造的具备300米饱和潜水作业能力的深潜水工作母船,船上装备的300米饱和潜水系统由生活舱、过渡舱、潜水钟、生命保障系统四个主要部分组成。饱和潜水作业期间,6名潜水员生活在压力为31个大气压的生活舱内,工作时,由潜水钟送至水下300米处,完成潜水作业后,再乘潜水钟返回生活舱里。

2006年12月,上海打捞局首次在南海番禺油田下潜103.5米,完成立管更换工程,打破了国外公司长期垄断我国深海潜水作业的局面。

我国于上世纪70年代开始饱和潜水技术的研究。此前曾有饱和潜水模拟试验到493米的科研记录和潜水器潜入深海7000米处,由机械手进行作业的记录。但潜水员到深海里探摸巡潜,只有上海打捞局攻克了这一难关。

饱和潜水员的生活与常人有何不同

呼吸:常人呼吸的空气是由氮气和氧气组成的混合体,呼吸过程是几乎没有感觉的轻松行为。饱和潜水员的呼吸则大异于常人。潜水员呼吸的气体是由氦气和氧气组成的混合体,氦气多,氧气少,混合的比例因海深不同而不同。潜水员在生活舱和海底呼吸的都是这种气体,呼吸过程倒不困难,但声音变得像鸭子叫一样。

压力:常人承受的压力是1个大气压。在300米的深海里,潜水员要承受的压力是31个大气压,比常人多30倍。在这种压力下,人感觉就像被挤压住了一样,骨头与骨头贴得很紧,抬下手、动下脚都很费力。

吃饭:潜水员吃饭也与常人不一样。有一名专门的厨师为他们做饭,饭菜通过生活舱上的一个圆柱一样的洞送进来。潜水员不能吃硬的,会损伤牙齿;不能吃黄豆等容易放屁的食物;不能吃萝卜、韭菜等味道重的食物,以免污染狭小的环境;米饭、馒头被挤压粘在牙上,很难受,需要使劲咀嚼,才能吃下去;味觉变迟钝,饭菜吃不出咸味来;要多吃牛排、鸡鸭鱼肉等高热量食物。

睡觉:6个人挤在长11米、宽3.8米、高3.5米的生活舱里。舱里有6个上下设置的床铺,中间过道不到50厘米宽,床宽90厘米。没有白天黑夜的感觉,睡觉不能关灯,以便地面上的监控室随时监控着潜水员的生命安全。由于容易疲劳,一天睡12个小时以上。除了睡觉、下海作业,剩余的时间只能看看书。

如厕:潜水员如厕、洗澡都在生活舱里,如厕、洗澡前要向地面监控人员报告,如厕完成后,也要报告。地面监控人员发出指令,潜水员才可放水冲马桶,并关上放水阀门。然后,地面人员再打开另一个阀门,把污物排出到一个圆筒内。这样做的目的是,绝对保证生活舱里不出现漏气现象。洗澡也是如此。生活舱里的阀门和生活舱外的阀门,两个阀门只能有一个动,而且必须一个关闭,另一个打开,反向而行。

穿衣:生活舱里保持着38摄氏度至40摄氏度的温度,潜水员在舱里穿着短袖等纯棉宽松的衣服。下海作业时,穿的是“热水服”,流动着热水的水管密布在衣服的各处,不停地给潜水员加热,以抵御海水的寒冷和补充潜水员呼吸氦气而被带走的热量,保持潜水员的正常体温。

什么是饱和潜水

深潜水是世界各国正在攻克的尖端难关,实现深潜水的关键技术,就是饱和潜水。

潜水深度每超过10米,压力就增加1个大气压。潜水员潜水完毕后,人必须减压。如果不减压,在高压下溶解进潜水员身体内的惰性气体会残留在身体组织中,造成严重的减压病,甚至危及生命。在常规潜水中,60米水深下,潜水员只能工作半个小时,就必须出水进入减压舱,进行长时间减压,作业时间很短。

美国1957年提出“饱和潜水”,就是创造出一种环境和条件,使潜水员体内各组织体液中所溶解的惰性气体达到完全饱和的程度,潜水员可以在高压下停留几十天,待作业完成后,一次减压,返回正常生活。这就需要建造一个生活舱,给舱里加压形成高压环境,潜水员在舱里呼吸的气体是氦气和氧气的混合气体。在不同的深度和高压环境下,混合气体的配比和加压时间都不同。1981年,美国完成了第一次实验,3名潜水员在686米的海底生活工作了7个昼夜。

专家介绍,此次作业中,在300米海底,潜水员承受的压力是地面的30倍还多。作业完成后,需要在减压舱里过11天才能完成减压。

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