饱和潜水高压撤离技术及法规应用与趋势研究*

薛利群 张国光

(上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司 上海 200231)

饱和潜水高压撤离是指处于深水作业或压力舱内减压的潜水员，在遭遇突发的紧急情况下，通过能够保持相应压力的耐压容器，维持潜水员所处的压力状态，撤离危险环境并到达新的安全减压设施的整个过程。实际中海上油气设施的饱和潜水应急撤离是非常罕见的事件，但饱和潜水系统必须配置高压撤离系统(HES)已成为潜水业界的共识。国际海事组织(IMO)[1]、国际海事承包商协会(IMCA)[2]、国际潜水承包商协会(ADCI)[3]、国际石油和天然气生产商协会(OGP)[4]等国际组织，以及挪威、美国等知名船级社[5-6]，相继发布有关潜水员高压撤离的法规性指导文件，以最大限度避免或减少饱和潜水员的海上作业风险。

近年来我国饱和潜水的实验研究和工程应用不断取得新的成就[7-8]，为确保参与海上深水作业饱和潜水员的人身安全，饱和状态潜水员压力下的安全撤离问题已受到关注[9]。笔者结合高压撤离技术装备研究和国家标准《高压状态下潜水员紧急转移要求》项目预研，探讨高压状态下潜水员应急撤离技术、标准法规及其应用趋势。希望能对我国海上饱和潜水高压撤离技术装备的研发及国家标准的制定有所裨益。

1 饱和潜水高压撤离技术发展背景

回顾饱和潜水高压撤离技术的出现和发展，以下几方面的因素是需要考虑的。

1) 北海油田开发。与世界其他海域(如墨西哥湾)油气开发不同，北海油田水域除自然环境条件恶劣外，水深大也是其一大特点。潜水条件的苛刻和危险也是当时其他海域工程潜水从未有的。

2) 饱和潜水应用。北海水域各种水下作业任务中饱和潜水占60%。潜水员需要在更大的海底深度执行繁重的水下建设任务，饱和潜水技术装备的研发与应用恰逢其时。

3) 意外伤害事故。作为当年公认潜水条件最为恶劣和最危险的水域，北海油田除大深度水下作业的风险外，对于身处压力环境下的饱和潜水员，无论是在饱和状态，还是在减压状态，海上钻井设施失事威胁均远大于其他人员。

4) 安全法规建立。面对连续多年触目惊心的潜水事故和高死亡率，英国、挪威相继规定了压力下的转移设备和技术要求。所有潜水支持船、铺管和起重驳，以及可能用于空气及饱和潜水作业的船舶，都必须考虑压力下潜水员的撤离问题。

2 压力下撤离的主要方法及装备

潜水员应急高压撤离过程，一般分为3个阶段：①潜水员转移到高压救生装置，吊离或下水；②高压救生装置(水中或船舶)运送，回收；③高压救生装置对接到接收设施，实施潜水减压。

2.1 压力下应急撤离方法

海上油气生产商在选择雇佣潜水承包商时，通常考虑潜水承包商是否具备：

1) 自航式高压救生艇(SPHL)。

2) 可牵引高压撤离装置((T)HEU)。

3) 高压救生舱(HRCs)，适合辅助船/近海设施吊装或回收(可牵引或不可牵引)。

4) 潜水钟，转移到另一船舶∕近海设施的潜水系统中。

5) 在水下和压力下，潜水员从一潜水钟转移到另一潜水钟。

6) 负浮力舱室单元，具有内在储备浮力、稳定性和生命支持，能够用于水下作业并返回水面等待独立回收。

2.2 现代压力下撤离装备

潜水员压力下应急撤离设备，大致上可分为专用型和兼用型2类。

1) 专用压力下应急撤离设备。是指设计建造用途仅为潜水员压力下应急撤离的高压救生舱(HRC)和高压救生艇(SPHL)。以高压救生艇(SPHL)为例，吊艇架，液压钳和马达，充气和连接面板，救生艇饱和控制，逃生通道等，都是其必要组成部分。

2) 兼用压力下应急撤离设备。是指除专用撤离设备之外，那些能在紧急情况下借助于其所具有的耐压特征，因地制宜用于潜水员压力下应急撤离作业的设备或装置。如，潜水钟、载人潜水器，或潜水系统中其他可拆卸的压力舱室。

国际上法定可供潜水员从饱和潜水系统中紧急撤离的装备，主要有高压救生舱(HRC)或高压救生艇(SPHL)。两者统称高压撤离单元(HEU)。考虑到海上撤离过程中可能出现某种延误救援的情况，高压撤离单元(HEU)应能够维持整个潜水团队至少72 h的生命支持时间。高压撤离单元(HEU)启动下水之后，其中的潜水员通常立即开始实施潜水减压程序。

3 现行高压撤离技术法规状况

3.1 权威机构

目前，涉及饱和潜水高压撤离技术法规的国际性权威机构有：

1) 国际海事组织(IMO)。成立于1959年，是联合国负责促进全球海上航行安全，防止海洋污染及海事技术合作的专门机构。

2) 国际石油和天然气生产商协会(OGP)。成立于1974年，是代表各国油气公司、服务公司、国际和地区性协会的国际组织。

3) 国际海事承包商协会(IMCA)。前身为1972年成立的近海工程潜水承包商协会(AODC)，是潜水及海洋水下工程界最有影响的国际性组织。

4) 国际潜水承包商协会(ADCI)。是创建于 1968年的一个推广商业潜水科学和技术的非营利机构。其《商业潜水和水下作业国际公认标准》在世界范围得到广泛认可和遵守。

5) 国际知名船级社。如全球船级社“三巨头”，美国船级社(ABS)，挪威船级社(DNV)和英国劳氏船级社(LR)，作为世界知名全球领先的国际权威船级认证服务机构，具有显著的影响力。

3.2 发展状况

最早提出有关潜水撤离论述的是国际海事组织(IMO)在20世纪80年代初制订的A.536(13)，1983 《潜水系统安全规则》，其明确指出“提供的撤离系统应该具有足够的能力在压力下撤离所有的潜水员。”并于1985年通过第A.583(14)号决议和1995年通过第A.831(19)号决议对其进行补充。之后，颁布A.692(17)，1991和MGN 83(M)，1998，即《高压撤离系统指南与规范》，为饱和潜水员的高压下撤离提供技术指南和规范。按照国际海事组织(IMO)的规定：饱和潜水系统必须配备可在紧急情况下用于从海洋平台或工作船上的深潜系统中安全撤离潜水员的高压撤离系统(HES)。

21世纪以来，随着饱和潜水技术在海洋开发中的广泛应用，潜水员高压状态下的应急转移已成为饱和潜水系统的重要组成部分。国际石油和天然气生产商协会(OGP)2014年颁布了《饱和潜水紧急高压撤离和恢复的执行》(OGP Rep 478)。该标准为帮助潜水公司管理现场的高压撤离提供了基本框架，并指导高压撤离预案的制订，明确操作人员的角色和责任。

为规范潜水员在压力下的安全撤离，减少和避免作业风险，国际海事承包商协会(IMCA)颁布的IMCA D 025，2001《潜水员从设施撤离》明确规定，从近海设施(如固定或移动平台，浮式生产(PSOs)等)潜水时，应该考虑安排潜水员的撤离。近年来，又制定了IMCA D 052，2013 《高压撤离系统指南》，IMCA D 051 Rev.1，2014 《高压撤离系统接口推荐规范》，以及IMCA D 053，2014 《高压接收设施(HRF)的潜水设备系统检查指导性说明(DESIGN)》等法规性指导文件。

针对饱和潜水系统及高压撤离设备的设计建造和入级，国际知名船检机构中的挪威船级社(DNV)、美国船级社(ABS)，相继颁布了DNV-RP-E403，2010 《高压撤离系统的推荐做法》，ABS，2016 《水下潜器系统高压设施入级建造规范》等船级规范。根据挪威船级社《船舶入级规则》，2001年7月以后建造的潜水系统，包括转让的潜水系统，应该具有高压撤离的手段。

3.3 现行要求

目前国际上有关饱和潜水应急高压撤离的技术规范及主要特征见表1。

表1 国际上饱和潜水应急高压撤离技术规范及特征

4 高压撤离装备的应用发展趋势

世界上第一套真正意义上的压力下应急撤离设备，是1974年美国国际水下承包商公司(IUC)为应对北海油田潜水作业安全开发的“直升机潜水员压力下转移系统”[10]。几乎在同一时期，出现了以1970年代英国西福斯海事公司(Seaforth Maritime)、1980年代德国德尔格公司(Drägerwerk AG)为代表的早期高压救生艇(HLB)。最初的做法是：将能够容纳8～16名潜水员的压力舱安装在常规船用救生艇的钢制或玻璃钢(GRP)船体内，配备生命支持设施供舱内潜水员使用。包括潜水监督在内的其他船员，设有单独的常压舱室。救生艇通过蓄电池或柴油发动机推进，由所在工作母船上的吊艇架、绞车或吊车，以与普通船舶救生艇相同的方式下水、航行。

数十年来，饱和潜水员压力下应急撤离经历了从潜水承包商自发研制单人潜水舱，临时性甲板减压舱或潜水钟，到应急高压救生舱(HRC)，自行式高压救生艇(SPHL)的发展和实践过程。国际海事组织(IMO)1983年修订《海上人命安全国际公约》，将第三章“救生设备和安排”内容作为强制性要求；同年修订AS.536(13)，1983《潜水系统安全规则》增加了第三章“撤离系统”的要求。

对于国际性技术规范中推荐的高压救生舱(HRC)或高压救生艇(SPHL)，近年来基于两方面因素，出现了自航式高压救生艇(SPHL)逐渐取代高压救生舱(HRC)，作为“船载-海上作业-饱和潜水系统”高压撤离设备(HES)应用的趋势。首先，国际海事组织、国际油气生产商、大型船级社已要求将高压救生舱(HRC)或自航式高压救生艇(SPHL)，列为海上饱和潜水作业系统法定配置的高压撤离设备；同时，鉴于海上油气开发存在大量碳氢化合物泄漏、发生火灾或爆炸事故可能的安全考虑，一些国际大油气运营商不再欢迎无动力推进的高压救生舱(HRC)作为海上油气作业潜水系统的高压撤离设备。

目前，体现高压救生艇技术水平的标志性指标有：

1) 承载人数。潜水员12，16，18，24人等；操艇人员3或4人。

2) 续航天数(持久力)。生命支持时间72 h(海上5 d)。

3) 最大作业深度。300，350，400，450 m。

4) 饱和舱压力。设计压力31.4，42 bar；试验压力47.1，63 bar。

5) 对接方式。底部、侧面、上部。

6) 航速。不小于6 kn。

7) 总体重量。满载16～24 t；加压舱重量3 200～6 200 kg。

5 结语

在高气压状态下潜水员的应急撤离是饱和潜水系统和实施海上饱和潜水作业安全管理的重要组成部分。随着海洋油气开发、海上救捞及水下工程的深水化发展，我国饱和潜水技术的实验研究和工程应用不断取得新的成就。国家相继颁布和实施了一系列有关饱和潜水作业安全的技术标准，如GB/T 24555-2009 《200 m氦氧饱和潜水作业要求》，GB/T 24556-2009 《200 m氦氧饱和潜水作业应急措施》等。研究、制定一部能够配合相关标准，并规范饱和潜水设备系统应用及作业安全的“高压状态下潜水员紧急转移要求”国家标准与上述现行国标配套实施，对于确保推动和促进我国海上救捞及水下工程作业的技术发展，以及饱和潜水员作业安全，其重要意义不言而喻。

[1] Guidelines and specifications for hyperbaric evacuation systems：IMO MGN A. 83 (M)[S].IMO，1998.

[2] Guidance on Hyperbaric Evacuation Systems：IMCA D 052[S].IMCA，2013.

[3] 商业潜水与水下作业国际公认标准[S].6版.国际潜水承包商协会(ADCI)，2011.

[4] Performance of saturation diving emergency hyperbaric evacuation and recovery：OGP Report 478[S].OGP，2014.

[5] Recommended practice hyperbaric evacuation system：DNV-RP-E403[S].Det Norske Veritas，2010.

[6] Rules for Building and Classing Underwater Vehicles, Systems and Hyperbaric Facilities：ABS[S].American Bureau of Shipping (ABS)，2016.

[7] 方以群，赵浩泉，刘景昌，等.我国饱和潜水研究现状及其发展方向[C].浙江省医学会航海医学分会成立大会暨首届浙江省航海医学学术年会论文集，宁波，2012.

[8] 姜大正.番禺油田配重块修复及导管架检测工程[J].航海，2012(1):53-55.

[9] 陈智，蒋如宏.海洋工程饱和潜水员高压逃生撤离系统浅析[J].船舶，2015(1):31-34.

[10] GALERNE A. Rescue of diver under pressure[C]. Offshore Technology Conference, Houston:1978.