工程船舶动力定位系统失效原因及风险控制措施探讨

余明刚

摘 要：随着社会对于海洋的开发和利用程度逐渐提升，对于工程设备以及定位技术的要求也逐渐提高，动力定位成为各国学者研究的重要课题，同时其在海洋资源应用过程中也承担着重要的角色。动力定位系统是船舶或者工程平台能够通过自身的推进器来进行艏向的定位或者保持固定的位置，此动力定位系统通常应用于常规锚定定位方式不能够进行定位作业的情况下，是一种闭环性质的控制系统，其应用功能的实现能够对工程船舶的实际地理位置以及与期望的位置存在的偏差进行测量，并能够根据海浪的大小、风向等外界环境存在的干扰，将船舶回归到期望位置所需的助推力以及转矩进行科学的计算，进而实现工程船舶在海洋中的准确定位，保证其生产作业工作的有序进行。

关键词：动力定位系统；失效原因；风险控制

中图分类号：U664.81 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）26-0068-02

引言

动力定位系统主要包括：传感器系统（主要应用于测量工程船舶的地理位置以及工程船舶受到的风浪等客观干扰情况）、控制器系统（控制器根据工程船舶的运行情况对预定位置偏差值进行计算，并根据力学关系测算回归预期位置需要的推力）、推动器系统（有多个推进器组成推力系统，能够根据测算结果对需要产生的推力进行科学的分配）。工程船舶的动力定位系统失效的主要原因有动力偏移或者被动漂移，工程船舶在动力定位系统失效之后必须及时采取有效的应对措施，才能避免发生重大的事故发生，以DP钻井船为例，在动力定位系统失效之后，其钻井设备或者防喷器等设备可能会被损害，可能会对工程平台造成巨大的经济损失，还有可能造成海底井喷，进而造成严重的海洋污染事故，这些现象的出现都会影响工程船舶的正常工作，甚至给海洋环境造成不可逆的损害。本文以DP鉆井船和DP铺管船为例，针对动力定位系统失效原因以及风险控制措施进行探究。

1 工程船舶动力定位系统失效原因分析

由于目前的国际海事承包商组织的相关管理体系中，针对动力定位系统事故事件主要采用自愿上报的工作原则，因而在进行事故分析的过程中，存在一定的局限性，根据目前的数据资料显示，动力定位系统失效发生被动漂移事故的概率远大于动力偏移事故，不同的工程作业平台可能发生的定位系统失效事故也存在不同，根据不同的事故现象其失效的原因也存在差异。

1.1 导致动力定位系统失效造成被动漂移事故的主要原因

在海洋的工程操作平台上，其工作开展环境与陆地存在很大的差异，因而其发生事故的原因也存在多样性，工程船舶的动力定位系统失效进而造成被动漂移事故的主要原因有：其一，发电机、UPS或者高低压配电系统在内的电力系统故障，进而导致工程船舶的部分作业面或者全船断电；其二，动力定位系统的软硬件故障；其三，工程船舶的恶劣工作环境和天气条件；其四，因为工程船舶动力定位操作员的工作失误，导致其推动器系统的工作异常；其五，传感器系统无法对船舶的位置进行定位，因而无法促使控制器系统和推动器系统进行正常运作。

1.2 导致动力定位系统失效造成动力偏移事故的主要原因

在DP钻井船或者DP铺管船的动力偏移事故中，往往其产生的原因都不是单独存在的，往往都是结合一些主要的事故故障和次要原因组合发生的，其主要的事故故障包括：其一，动力定位的操作员进行了错误的操作，错误的输入了目标位置数据；其二，动力定位系统的控制系统出现技术故障；其三，传感器系统即位置参考系统出现故障，进而导致测量的位置与实际的位置出现差异；其四，推动器系统出现技术故障，导致推进器向不正确的方向输出推力或者输出了不正确的推力。产生动力偏移事故的次要原因主要包括：不完善的操作规程、不正确的技术操作测试以及维护措施的缺失、调试工作或者质保工作不到位等。

2 工程船舶动力定位系统的风险控制措施

海上工程作业平台在日常的工作作业过程中，会将其正常的工作区域设置为绿色区域，而将其一定的偏移区域设置为黄色警戒区域，而当位移偏差较大的区域设置为红色警戒区域，如果在作业平台超越黄色警戒区域时，作业平台则要停止工作作业，与此同时需要利用司钻准备采取应急的切断处置，而当作业平台超越红色警戒线区域时，则应当及时采取应急切断措施，并将立管和防喷器启动，将海下的井口及时关闭。如果在应急措施中出现失误，则会导致立管或者防喷器设备的损坏，同时也给海上作业平台造成巨大的经济损失，甚至坑内导致海底出现井喷事件，进而造成严重的海洋生态环境污染。

海上的辅管船舶进行辅管作业时，在进行正常的工作作业时，由于极易受到外部环境的变化影响，为实现其能够保持在预期的航向，其动力定位系统需要不断的对外部环境中的风向、洋流方向等因素进行及时的应对反应，进而保证其工作作业能够有序进行。辅管船舶在发现船舶位置出现巨大的位移之后，且无法及时有效的调整应当及时采用弃管作业，如果弃管作业失败，则可能会造成辅管作业设备的损坏，或者给施工作业人员造成巨大的安全隐患。但是由于在实际的工作中，弃管作业需要提前进行数小时的准备，才能够保证其工作的有效性，因而辅管船的动力定位系统是其安全工作的重要保证。

2.1 针对不同的失效原因采取有效的风险控制措施

为保证动力定位系统在工程船舶作业中的有效性和稳定性，应当针对不同的失效原因，进而采取针对性的控制管理措施：其一，采用多重的设计方案，以提升动力定位系统应对突发故障的能力，避免工程船舶出现全船断电或者部分作业面断电的可能性，进而保证船舶系统运行的应用性能；其二，在其系统设计中，采用多种形式和类型的传感器系统，使得动力定位系统能够通过多种途径来获取位置参考信息；其三，在工程船舶的关键部件、设备，需要采用应用功能具有品质保证的产品，同时在设备应用的过程中及时对设备进行管理维护和记录，对其应用状态进行实时监控，并准备相应的备件作为后备应用，利用完善的设备管理流程来保证设备运行的稳定性；其四，对于多变的海洋工作环境和天气情况进行实时监测，并对不良的天气条件积极采取应对措施。endprint

2.2 加强动力定位系统的操作控制管理

在工程船舶作业平台发生位移之后，需要有动力定位系统的操作员及时的采取相应的控制措施，操作员的操作动作能够对船舶位移进行及时的干预，能够避免更严重的位移现象以及安全事故的发生，可以采用以下措施进行操作控制管理：其一，对操作员的控制室进行优化设计，保证其操作流程能够保持人体的工学操作原理，操作台以及操作信息显示系统的设置要符合操作员的工作习惯；其二，对动力定位系统的报警系统进行优化，包括其信号接收、理解以及处理系统，实现及时的位移报警机制；其三，优化操作员的操作作业流程，使其能够及时意识到位移偏差的存在，并采取积极的应对处理措施，尽量在最短的时间内使船舶归位，在定位系统失效的情况下，能够采取正确的应急措施；其四，在日常的工作中，需要定期对操作员进行操作培训和操作演练，使其能够在模拟状态中，对相关的位移事件采用娴熟的处理措施。

3 结束语

动力定位系统是工程船舶在海上作业工作中的重要依靠，其系统失效会给作业平台造成巨大的安全风险，动力定位系统失效导致动力偏移或者被动漂移事件的发生，在利用动力定位系统的作业过程中，需要采用多样性的针对措施来保证系统运行的稳定性，同时增强相关操作人员的操作技术，加强对其的操作培训和模拟演练，使操作人员能够娴熟的进行突发事件的处理。海洋资源需要不断的勘探和开发，进而利用海洋资源为人类的发展建设服务，相关工作需要加强对于动力定位系统应用的重要性认识，通过有效的技术应用保证海洋勘探和开采工作的安全进行。

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