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对海上石油设施助航标志应用现状的分析及探讨

2020-01-09苗波涛

科教导刊·电子版 2020年25期
关键词:航标浮标标志

苗波涛 王 斌

(交通运输部北海航海保障中心天津航标处 天津 300456)

0 引言

自1891年美国俄亥俄州圣玛丽湖浅滩1.5米水深处架起世界第一座木制水上钻井平台,对石油的渴望使人类将目光从陆地转移到水域。1946年,美国科尔·麦吉公司在船上安装钻探设备,并在二层甲板为员工建造宿舍。从那时起,海上石油已形成大规模开采。1967年,中国在渤海成功钻出“海1井”,标志着中国海上石油工业的开始;2019年,中国海上油田的石油和天然气净产量达到5.07亿桶油当量,为国家能源行业做出了巨大贡献。

1 海上石油设施设置助航标志的意义

海上石油平台经历了导管架式平台、坐底式平台、自升式平台、半潜式平台、张力腿式平台的进化,它们与钻井船、人工岛等组成了主要海上石油设施。

海上石油设施危险源多、危险性大,且操作人员密集、人数众多,一旦发生安全事故,后果极为惨重,如2010年美国墨西哥湾“深水地平线”平台事故,不仅造成了100多公里长的原油泄漏污染带,还导致11名工作人员死亡。因此海上石油设施都强制配备有各类型的安全装置,助航标志就是其中的重要组成部分,对于保护海上石油设施附近水域通航环境,避免海上石油设施遭受海上交通事故起到了极为关键的作用。

2 海上石油设施助航标志的现状

2014年,国家能源局发布了中华人民共和国石油天然气行业标准《海上石油设施声光助航标志》(SY6985-2014),由于海上石油设施属于中国海域的水中建(构)筑物,本标准主要参考《中国海区水中建(构)筑物标志规定》(GB17380-1998),对海上石油设施应配备的助航标志提出了技术要求。

如今,用于海上石油设施的主要助航标志有:

2.1 助航标志灯

海上石油设施为保证施工需要,会布置大量灯光,但以普通的白炽灯为主,受亮度、射程、光照方向的影响,对船舶的助航作用十分有限。因此,海上石油设施通常会安装一个或多个夜间显示白色的助航标志灯,其设置高度在平均高潮高潮面以上6-30米之间,其结构和安装位置可确保从任何方向接近平台的船舶都可以看到至少一个闪烁的白光。

—短明:0.5秒,暗:0.5秒;

—短明:0.5秒,暗:0.5秒;

—长明:1.5秒,停:8.5秒(或 11.5秒);

—周期:12秒(或15秒)。

在通往海上石油人工岛的通井路上,也需要设置助航标志灯,例如大港油田的埕海一区1-1和埕海二区2-2人工岛在其长度分别为5.4公里和4.2公里的通井路上,每间隔500米设置了一盏助航标志灯,可以为渔船等小型船舶提供助航。

2.2 雾笛

雾笛是一种远程音响航标设备,用于在大雾天通过具有一定听觉距离的莫尔斯信号指示海上石油设施的位置,并警告过往船只。雾笛通常安装在所在地平均大潮高潮面上方12-35米之间,在大气能见度小于2海里时会自启动发声,起到音响警示效果。胜利油田埕岛油田还针对进口雾笛采办、维护费用高的缺点,开发了国产网络雾笛系统,降低了系统维护成本。

雾笛在海上石油钻探设施上的使用还应注意一些问题。按照《海上石油设施声光助航标志》(SY6985-2014)中的规定,海上石油设施的设置的雾笛,其音响节奏特征应符合莫尔斯信号“U”()。其特性如下所示:

—短鸣:1秒,停:1秒;

—短鸣:1秒,停:1秒;

—长鸣:3秒,停:23秒;

—周期:30秒。

而石油钻探施工在井筒内出现溢流、井涌、井喷等异常情况时,会由司钻通过汽笛发出井控信号,其特性为:

—报警信号:一长鸣笛(30秒以上);

—关井信号:两短鸣笛(鸣笛时间2-3秒,间隔2秒);

—开井信号:三短鸣笛(鸣笛时间2-3秒)。

这两种音响信号特性虽不同,但又有一些相似,雾霾天气通常对石油钻探施工影响不大,在施工过程中,一旦雾笛自动启动,有可能会造成对这两种音响信号不熟悉的施工人员产生误操作,造成生产事故。而在2019年3月起草的新版《中国海区水中建(构)筑物标志规定(征求意见稿)》中,已经取消了对雾笛的强制要求,说明相关领域专家对此也有一定考虑。

2.3 雷达应答器

当询问雷达触发雷达应答器时,它可以自动发出询问雷达显示屏上显示的功能代码,可以提供给船舶海上石油设施的距离、方位和识别信息。在近年来主流的自升式钻井平台上,雷达应答器作为无线电通讯系统的一部分,通常在主平台上配备两套。雷达应答器可以使船舶在较远的距离从询问雷达上发现海上石油设施,大大降低船舶因视线不良与海上石油设施碰撞的概率。

2.4 LRIT

LRIT(Long-Range Identification and Tracking of ships)即船舶远程识别与跟踪系统。2006年5月,IMO(国际海事组织)规定,对于从事国际航行的客船、总吨位超过300吨的货船以及移动式海上钻井平台,必须强制使用LRIT系统。船舶或移动式海上钻井平台通过海事卫星通信将LRIT信息发送到陆地地球站,然后通过国际数据交换网络将其发送到IMO缔约国的LRIT数据中心,识别和跟踪海上钻井平台。这样,移动式海上钻井平台在被拖带时的信息就能够被 IMO缔约国掌握,LRIT具有作用距离远、封闭性好的特点,在对远洋的移动式海上钻井平台的助航具有很大的优势。

3 海上石油设施可配置的其他助航标志

3.1 灯浮标

灯浮标作为传统的助航标志,在使用和维护等各方面都已经十分成熟,但在为海上石油设施提供助航方面却应用不多。主要原因是海上石油钻探作业水深大幅增加,在作业水域水深超过50米时,设置灯浮标也存在较大困难,灯浮标锚链过长,其回转半径也相应增大,影响灯浮标的定位精度。而在一些沿海水域水深较浅的海上石油设施,仍可在需要的情况下向海事航标机构申请布设灯浮标,尤其是一些沿海水域的老旧导管架平台,在弃置并拆除后仍可能有桩腿残留,成为碍航物,而在其附近合适位置布设方位灯浮标或孤立危险物灯浮标可以很好地解决这个问题。

3.2 AIS

AIS(Automatic Identification System)即船舶自动识别系统,它被用作船舶与岸上,船舶与船舶之间通信的新型导航辅助系统,已在各类船舶上广泛应用。 在海上石油设施上安装AIS后,即可与船舶之间自动识别并交换MMSI识别码、IMO编号、船舶位置、航速、航向、相对距离等动态数据,让船舶采取必要的回避措施,以确保航行安全。

3.3 虚拟航标

虚拟航标是没有实物的航标,通过综合应用计算机技术、电子海图技术、AIS技术和GPS技术将其在电子海图上以助航标志图示标识出来,船舶可以在该虚拟航标附近接收其助航信息。海上石油设施管理单位在需要的情况下,可以向海事航标机构申请在海上石油设施附近布设虚拟航标,大大降低了设置和维护航标的成本,但其对设备的依赖性比较强,要求船舶必须安装AIS和电子海图。目前,电子海图还没有在船舶上强制安装,所以虚拟航标的作用仍有一些局限性。

此外,海上石油设施在进行高风险工序及移动式海上平台被拖带前,其管理单位可以向海事部门申请发布航行警告,向过往船舶公布施工区域或航线,以确保船舶航行及海上石油设施施工安全。

4 总结

海上石油设施的助航标志已形成了一定的标准规范,其应用前景也更加广阔。但相关的标准体系应该根据技术发展和实际应用情况及时修订,并且提高海上石油设施管理单位与海事航标机构之间的联系程度,增强海事航标机构对海上石油设施助航标志的性能及配置、使用情况的指导和监督,维护海上交通及海洋石油生产安全。

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