废弃平台拆除船舶稳性计算概述

2019-10-26刘建峰姜宇飞韩敬艳郭永捷

设备管理与维修 2019年10期

周健，赵刚，刘建峰，姜宇飞，韩敬艳，陈曦，郭永捷

（海洋石油工程股份有限公司维修公司，天津 300461）

0 引言

随着导管架平台服役年限的逐渐增加，需要拆除的废弃平台也在逐年增加，废弃平台的拆除将作为导管架平台整个生命周期中不可或缺的一部分。但在国内废弃平台的拆除案例较少，废弃平台的计算也在积累经验的过程中。下面仅对其中的吊装计算部分进行简述。

船舶稳性分析主要是对拆除平台组块放置在驳船后拖航回陆地过程中船舶航行状态进行计算分析，检验其是否满足规范要求。对于没有特殊要求的项目，规范一般采用DNV GL（Det Norske Veritas，挪威船级社；Germanischer Lloyd，德国船级社）。计算程序目前通常采用的是Ultramarine 公司开发的MOSES 软件。这是一种海洋工程建模、模拟和分析软件。

弃置平台组块拖航稳性分析步骤主要分为：船舶及舱室建模、货物加载、环境条件及船舶状态加载、完整稳性及破舱稳性校核4 步。

1 船体及舱室建模

1.1 建模及参数设定

对于稳性计算的船体及舱室建模，主要参考船舶的型值表和型线图、舱室布置图等相关文件资料。因为大部分驳船的船型和舱室都是对称的，所以只需要建一侧的型线对称过去即可。下面以泰国雪弗龙拆除项目为例进行介绍。

运输驳船编号为2801，在MOSES 驳船模型文件中依次定义船舶参数、驳船建模、舱室建模、驳船进水点。

（1）定义船舶参数。

&DESCRIBE BODY crest2801 BARGE -sect 2.378e8 45 3.52 ——定义驳船2801 的弯曲刚度、作用点X 坐标、对应的剖面模数

*w 42.733 0 3.414 ——驳船受风面积中心

#area *w 118.916 416.203 0 ——驳船在X/Y 方向上的受风面积

*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、回转半径及沿长度方向上受力范围

（2）驳船建模。

（3）舱室建模。

（4）定义驳船进水点。驳船的进水点通常为驳船甲板面上的4 个角点。

船舶MOSES 模型如图1 所示。

图1 驳船船体MOSES 模型

1.2 坐标系统

船舶稳性本报告使用图2 所示的坐标系统，除非另作说明。图2 中，X 轴坐标原点位于驳船船艏，Y 轴坐标原点位于驳船中心线，Z 轴坐标原点位于驳船底部龙骨。

风浪流的方向为该环境荷载的来向，与X 轴反方向，延逆时针方向旋转。从船尾方向来的波浪其波浪角0°，从右舷方向来的波浪其波浪角为90°，从船角方向来的波浪波浪角为45°或135°，船艏来的波浪波浪角为180°。

2 货物加载

图2 整体坐标系统

稳性计算中，驳船上的货物是以重心、重量、回转半径及受风面积、受风面积中心的形式加载到MOSES 程序中。

驳船2801 上运输2 个拆除的组块FUWL和FUWM 返港，驳船上的货物包括FUWM 组块和FUWM 组块。在程序中需分别定义每个货物的名称、重心、受风面积中心、重量、回转半径及受风面积，如下所示：

3 环境条件及船舶状态

首先设置驳船的吃水和纵倾角。吃水一般取驳船型深的35%～60%，纵倾角参照CCS（中国船级社）海上拖航指南（中）的规定[1]。

为了降低驳船在拖航过程中受到的波浪阻力，在MOSES程序中要给驳船设置一定的艉倾，即船艏吃水小于船尾吃水，被拖船舶拖航出海时的首吃水及首尾吃水差建议不小于表1 的参考数值。但是，这不是非强制性规定。

设置舱室压载时，由于在现实施工中，压载舱内的压载水不可能完全排净或者完全压载满，压载舱的压载范围为3%～98%，并通过&COMPARTMENT -approximate 命令来平衡自由液面对船舶稳性的影响。

对于可调载的船舶，即船舶可以在施工过程中压载，仅需要选定要压载的舱室，结合前面定义的船舶及货物的重量、重心位置，系统会自动计算并分配每个舱室的压载量，使船舶满足吃水及纵倾条件，并达到平衡，此刻对于货物的摆放位置有很高的自由度。对于施工过程中不可调载的船舶，需预先按照可调载船舶的条件进行试算，得到最终平衡状态下的压载分布，并在离港前按照此压载方式进行预压载。这样对于货物的摆放位置就有一些要求：首先货物的重心需靠近船舶的中纵线，使得船舶在没有货物航行时不会产生很大的横倾，然后货物重心不能太过靠向船尾，这样会使船舶出港时产生艏倾，增大拖航阻力。