导管架下水驳船改造技术探讨

王越

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

随着海上油气田尤其是南海深水油气田的大开发，大型导管架滑移下水和大型组块浮托安装项目大量涌现，导管架下水驳船和浮托法安装组块驳船需求量加大。面对这些项目的船舶需求，现有的大部分下水驳船船宽过宽。综合考虑提高船舶使用率和市场需求等因素，可对现存的下水驳船进行改造，为其增加组块浮托法作业能力。改造后，下水驳船的实用性和利用率将得到极大增强。

本文以“海洋石油229”导管架下水驳船改造为例，介绍了该船的船型特点，并从总布置、结构强度和稳性等方面介绍了该船改造设计的难点和要点，为此类驳船的改造设计提供了新思路，并为之后类似的改造项目提供一定的参考和依据。

1 主要改造内容

“海洋石油229”导管架下水驳船改造使船型由传统方形变为新式的“T”型，提升了船舶的作业能力，该船在原有6万吨载重能力、3万吨导管架下水能力基础上，新增3.5万吨组块浮托安装能力，导管架下水能力增至3.3万吨。

2 主要参数对比

改造前后船舶主要参数对比如表1：

表1 改造前后船舶参数对比

3 改造后的船级和船型特点

3．1 船级

改造后，“海洋石油229”船入中国船级社(CCS)级，并由中国船级社授予以下符号和附加标志：

★ CSA Launch Barge, In-Water Survey, Nonpropulsion, ICE Class B

3．2 船型特点

改造后的“海洋石油229”为无人非自航导管架下水与组块浮托甲板驳船。船中至船艏型宽42米，船艉至船中型宽65米。平甲板、平底、艏部船底斜削的全焊接钢质箱形船体。由纵、横舱壁分隔成若干水密和非水密的舱室，包括压载水舱、发电机舱、泵舱、淡水舱、燃油舱、索具舱、锚链舱等。该船主甲板上设2条纵向下水滑道。并与艉端的一对摇臂相接，滑道和摇臂可在距船中一定范围内调节。摇臂为封闭箱体，在处于水平位置时与滑道齐平。

该船可用于油田导管架的装船、运输和下水，海上运输大型模块和其他甲板货物，及大型组块浮托安装作业。在导管架下水工况时，作业过程如下：艏先调整船舶至平浮状态。使船上的滑道与岸轨对接，借助推拉装置并通过压载水系统不断的调整浮态，使岸上的导管架滑移上船；导管架在船上固定后，由拖船拖运到指定海区：到达指定区域后，通过调整压载水，使该船产生一定的初始艉倾，并借助推拉装置克服滑道的初始摩擦阻力，使导管架沿滑道纵向滑入水中，并通过摇臂与船体安全脱离，实现导管架下水。在组块浮托工况时，作业过程如下：驳船将组块运至指定区域后，进船至导管架间，调整组块位置与导管架位置对正，然后，通过调整压载水，使组块与导管架对接，将组块安装至导管架上，船舶撤出，完成浮托法安装。

4 改造设计要点

4．1 总体布置

“海洋石油229”改造将船中至船艏105米船长(46#～86#)两舷部分船体结构切除,改造部分船宽削减至42米，从艉部至船中100米船长(0#～40#)两舷船体结构加宽至65m，中部(40#～46#)为过渡区，并对艏部机舱和生活区进行改造，增加艏部压载舱容量。其他船体、舾装、轮机、电气各部分随之做适应性调整。同时，加强相应船体结构，以保证33000吨导管架下水能力，及32000吨组块浮托能力。此次改造需要将部分船体的宽度削减到42米，可适应15000吨以上的大型组块浮托法安装作业。42米船宽的数值主要来源于目前国际上大型导管架的腿间距一般都设计为48米。48米腿间距主要受下述两方面约束：

（1）目前，国际上可用于15000吨级以上组块浮托法安装的船舶多为42米。在采用浮托法安装组块的情况下，导管架与驳船间至少需预留2.5米间隙，因此，导管架腿间距至少应达到47米。

（2）随着导管架和组块的腿间距的增大，其设计难度和所需的钢材重量也增大。整个工程的性价比将大幅降低，而且油田开发商也不会仅为了适应某一艘浮托法安装船舶进行平台设计。因此，改造后的“海洋石油229船”船宽定为与其它船舶相同的42米，可提高该船的适用性和市场竞争力。船艉部增加至65米，可以满足33000吨导管架下水能力，同时，改善驳船大型组块运输稳性、装船调载能力，减少装船时的潮位限制，并改善了驳船大型导管架运输和下水时的稳性。通过考察，原船艏部机舱及生活区面积较大，适当缩小艏部机舱及生活区，增大压载舱，有效地增大了船舶调载能力，并减少了装船潮位限制。

4．2 结构设计

改造后的“海洋石油229”导管架下水能力需增加至33000吨，增加32000吨组块浮托能力。通过计算分析，在导管架下水工况和组块运输工况下，该船将承受较大弯矩和剪力，总纵强度为设计难点。

针对此情况，采用下述方法对船舶进行结构加强：

（1）艏部自56#肋位至80#肋位，距中10.5米增加纵舱壁。

（2）艉部自船艉10#肋位至船中41#肋位，距中21米增加非水密纵舱壁。

（3）同时，FR18站至FR69站，甲板、舷侧和船底板部分区域更换加厚（最厚至120毫米）。

4．3 稳性衡准

“海洋石油229”船稳性需按CCS 2008 IS CODE方驳的要求进行计算。但改造后，本船为呈艏窄艉宽的“T型”新型驳船，艏半部船宽42米，艉半部船宽65米。按CCS传统对船宽定义，经计算，本船改造后方型系数为0.834，无法满足2008 IS CODE中方型驳船方型系数必须大于0.9的要求。基于下述因素，本船可以考虑适用2008 IS CODE对方驳的稳性衡准。

（1）本船改造前符合方驳定义，改造后满足方驳定义中除方型系数外的其他五项要求。改造未改变本船作为方驳的稳性特征（复原力臂曲线特征与方驳一致）。

（2）本船改造后方型系数为0.834，虽不满足2008 IS CODE 中方驳定义所规定的方型系数，但符合现行国内法规（包括远海航区）对方驳定义的方型系数（不小于0.8）。

（3）本船航行稳性计算满足IS MODU规则和方驳稳性衡准，从安全角度认为抗风能力和稳性足够。

（4）本船改造后的储备浮力水平与改造前相比未降低。

经计算，本船稳性满足2008 IS CODE 要求。

5 结语

导管下水驳船进行“T”型改造后，增加了浮托法安装固定式平台组块的功能，极大地提高了下水驳船的实用性和船舶利用率。本文介绍了该船的船型特点和改造设计难点要点，为此类驳船的改造设计提供了新思路，并为之后类似的改造项目提供了一定的参考和依据。