周 健，趙 剛，劉建峰，姜宇飛，韓敬艷，陳 曦，郭永捷

（海洋石油工程股份有限公司維修公司，天津 300461）

0 引言

隨著導(dǎo)管架平臺(tái)服役年限的逐漸增加，需要拆除的廢棄平臺(tái)也在逐年增加，廢棄平臺(tái)的拆除將作為導(dǎo)管架平臺(tái)整個(gè)生命周期中不可或缺的一部分。但在國(guó)內(nèi)廢棄平臺(tái)的拆除案例較少，廢棄平臺(tái)的計(jì)算也在積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中。下面僅對(duì)其中的吊裝計(jì)算部分進(jìn)行簡(jiǎn)述。

船舶穩(wěn)性分析主要是對(duì)拆除平臺(tái)組塊放置在駁船后拖航回陸地過(guò)程中船舶航行狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算分析，檢驗(yàn)其是否滿足規(guī)范要求。對(duì)于沒(méi)有特殊要求的項(xiàng)目，規(guī)范一般采用DNV GL（Det Norske Veritas，挪威船級(jí)社；Germanischer Lloyd，德國(guó)船級(jí)社）。計(jì)算程序目前通常采用的是Ultramarine 公司開(kāi)發(fā)的MOSES 軟件。這是一種海洋工程建模、模擬和分析軟件。

棄置平臺(tái)組塊拖航穩(wěn)性分析步驟主要分為：船舶及艙室建模、貨物加載、環(huán)境條件及船舶狀態(tài)加載、完整穩(wěn)性及破艙穩(wěn)性校核4 步。

1 船體及艙室建模

1.1 建模及參數(shù)設(shè)定

對(duì)于穩(wěn)性計(jì)算的船體及艙室建模，主要參考船舶的型值表和型線圖、艙室布置圖等相關(guān)文件資料。因?yàn)榇蟛糠竹g船的船型和艙室都是對(duì)稱的，所以只需要建一側(cè)的型線對(duì)稱過(guò)去即可。下面以泰國(guó)雪弗龍拆除項(xiàng)目為例進(jìn)行介紹。

運(yùn)輸駁船編號(hào)為2801，在MOSES 駁船模型文件中依次定義船舶參數(shù)、駁船建模、艙室建模、駁船進(jìn)水點(diǎn)。

（1）定義船舶參數(shù)。

&DESCRIBE BODY crest2801 BARGE -sect 2.378e8 45 3.52 ——定義駁船2801 的彎曲剛度、作用點(diǎn)X 坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)的剖面模數(shù)

*w 42.733 0 3.414 ——駁船受風(fēng)面積中心

#area *w 118.916 416.203 0 ——駁船在X/Y 方向上的受風(fēng)面積

*cen 43.206 0 3.416 ——空船重心

#WEIGHT *cen 1454.96 7.803 24.749 24.749 -ldist 0 85.344 -cate lightweight ——空船重量、回轉(zhuǎn)半徑及沿長(zhǎng)度方向上受力范圍

（2）駁船建模。

（3）艙室建模。

（4）定義駁船進(jìn)水點(diǎn)。駁船的進(jìn)水點(diǎn)通常為駁船甲板面上的4 個(gè)角點(diǎn)。

船舶MOSES 模型如圖1 所示。

圖1 駁船船體MOSES 模型

1.2 坐標(biāo)系統(tǒng)

船舶穩(wěn)性本報(bào)告使用圖2 所示的坐標(biāo)系統(tǒng)，除非另作說(shuō)明。圖2 中，X 軸坐標(biāo)原點(diǎn)位于駁船船艏，Y 軸坐標(biāo)原點(diǎn)位于駁船中心線，Z 軸坐標(biāo)原點(diǎn)位于駁船底部龍骨。

風(fēng)浪流的方向?yàn)樵摥h(huán)境荷載的來(lái)向，與X 軸反方向，延逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。從船尾方向來(lái)的波浪其波浪角0°，從右舷方向來(lái)的波浪其波浪角為90°，從船角方向來(lái)的波浪波浪角為45°或135°，船艏來(lái)的波浪波浪角為180°。

2 貨物加載

圖2 整體坐標(biāo)系統(tǒng)

穩(wěn)性計(jì)算中，駁船上的貨物是以重心、重量、回轉(zhuǎn)半徑及受風(fēng)面積、受風(fēng)面積中心的形式加載到MOSES 程序中。

駁船2801 上運(yùn)輸2 個(gè)拆除的組塊FUWL和FUWM 返港，駁船上的貨物包括FUWM 組塊和FUWM 組塊。在程序中需分別定義每個(gè)貨物的名稱、重心、受風(fēng)面積中心、重量、回轉(zhuǎn)半徑及受風(fēng)面積，如下所示：

3 環(huán)境條件及船舶狀態(tài)

首先設(shè)置駁船的吃水和縱傾角。吃水一般取駁船型深的35%～60%，縱傾角參照CCS（中國(guó)船級(jí)社）海上拖航指南（中）的規(guī)定[1]。

為了降低駁船在拖航過(guò)程中受到的波浪阻力，在MOSES程序中要給駁船設(shè)置一定的艉傾，即船艏吃水小于船尾吃水，被拖船舶拖航出海時(shí)的首吃水及首尾吃水差建議不小于表1 的參考數(shù)值。但是，這不是非強(qiáng)制性規(guī)定。

設(shè)置艙室壓載時(shí)，由于在現(xiàn)實(shí)施工中，壓載艙內(nèi)的壓載水不可能完全排凈或者完全壓載滿，壓載艙的壓載范圍為3%～98%，并通過(guò)&COMPARTMENT -approximate 命令來(lái)平衡自由液面對(duì)船舶穩(wěn)性的影響。

對(duì)于可調(diào)載的船舶，即船舶可以在施工過(guò)程中壓載，僅需要選定要壓載的艙室，結(jié)合前面定義的船舶及貨物的重量、重心位置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算并分配每個(gè)艙室的壓載量，使船舶滿足吃水及縱傾條件，并達(dá)到平衡，此刻對(duì)于貨物的擺放位置有很高的自由度。對(duì)于施工過(guò)程中不可調(diào)載的船舶，需預(yù)先按照可調(diào)載船舶的條件進(jìn)行試算，得到最終平衡狀態(tài)下的壓載分布，并在離港前按照此壓載方式進(jìn)行預(yù)壓載。這樣對(duì)于貨物的擺放位置就有一些要求：首先貨物的重心需靠近船舶的中縱線，使得船舶在沒(méi)有貨物航行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很大的橫傾，然后貨物重心不能太過(guò)靠向船尾，這樣會(huì)使船舶出港時(shí)產(chǎn)生艏傾，增大拖航阻力。

表1 縱傾參考 m

圖3 駁船壓載方案（數(shù)字百分比為該艙室的壓載量）

環(huán)境條件即設(shè)定該施工海域的風(fēng)、浪、流數(shù)據(jù)，部分字段的含義見(jiàn)表2。

表2 環(huán)境條件的設(shè)置

4 完整穩(wěn)性及破艙穩(wěn)性校核

完整穩(wěn)性校核的是在100 節(jié)風(fēng)速的條件下的駁船運(yùn)輸狀態(tài)，破艙穩(wěn)性校核是在50 節(jié)風(fēng)速條件下破損單一艙室進(jìn)水的條件下的駁船運(yùn)輸狀態(tài)。

Noble Denton 拖航規(guī)范[2]中要求：①初穩(wěn)心高（GM）＞1；②穩(wěn)性范圍（角度）＞40°；③復(fù)原力臂與風(fēng)傾力臂的面積比值＞1.4。泰國(guó)項(xiàng)目的運(yùn)輸穩(wěn)性曲線如圖4 所示。

圖4 完整穩(wěn)性曲線

5 結(jié)語(yǔ)

在總結(jié)泰國(guó)雪弗龍平臺(tái)拆除項(xiàng)目中組塊拆除經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)述了進(jìn)行廢棄平臺(tái)海上拖航運(yùn)輸穩(wěn)性分析的幾個(gè)步驟，重點(diǎn)介紹了駁船拖航穩(wěn)性分析的計(jì)算方法。由于廢棄導(dǎo)管架平臺(tái)的拆除在我國(guó)已經(jīng)逐步走向成熟，其計(jì)算方法也有很多實(shí)際工程項(xiàng)目來(lái)驗(yàn)證，希望對(duì)未來(lái)更深入的研究起到借鑒的作用。