王焱，朱天池，刘光霁，敖天学，鲁保良

中油海工船舶（天津）有限公司，天津，300451

0 引言

中国石油集团海洋工程有限公司是专业化海洋石油勘探开发工程技术服务公司。目前，公司拥有各类移动式平台19座，主要作业区域在渤海，每年移动式平台的拖航就位作业近40次，其中滩海地区的拖航就位作业超过10次[1]。本文以中油海63平台在海南24井浅滩区域拖航、就位为例，分析移动式平台在滩海地区拖航就位的风险，结合拖航就位实践经验，总结作业方案和操作方法，供大家借鉴参考。

1 海南24井区域状况分析

1.1 海南24井现状

海南24井位于辽宁盘锦海域双台子河河口地段的浅滩滩面上，其整体布局由动力平台1座、井口平台1座以及油罐区和火炬臂等组成，其中井口平台是本次中油海63平台需要停靠的位置，海南24井的井口周围设有三根保护桩呈三角形分布，用以防御船舶碰撞以及冬季冰情影响。

海南24井所在浅滩与东侧盖州滩相连，地处滩海地区潮间带，与5米等深线的直线距离为10海里，中油海63平台由5米等深线附近拖至井位需要从浅滩西侧的开阔的浅水水域通过，该区域海图水深在2.5米至5.9米之间，水深分布不均匀。

1.2 盘锦港海域潮汐情况

盘锦港海域潮汐属正规半日潮，海南24井附近海域小潮平均潮差为1～1.8米，大潮平均潮差为1.5～3米，最大潮差为3～5米，每天有两次高潮两次低潮。平均涨潮历时为5.5小时，平均落潮历时6.5小时左右。若受西南风影响，涨潮历时增加，落潮历时减小，潮高较潮汐表数据有所增加，若受北风影响，涨潮历时减小，落潮历时增加，潮高较潮汐表数据有所减小，根据风力大小，潮高的增减量有所差别。

在高潮位时浅滩全部被潮水淹没，浅滩上水深约一般3.0～4.2米之间，低潮位时只有主河道有流水，其余均为海滩，海滩地形呈现由南向北微倾，表面平整无障碍物。盘锦海域潮流为往复流，井位附近张潮流流向为NE向，落潮流流向为SW向，涨潮流流速大于落潮流流速。

1.3 盘锦港海域风浪情况

盘锦港常浪向为SSW向，其次为SW向。由于受地形的影响，南风时波浪明显比北风时强。根据现场实际观测，北风时，盘锦港附近海域为波浪影响，风力减弱后波浪快速减弱或消失，南风时，风力达到5级，涌浪很快形成，风力持续6小时以上时，井位附近浅水区域浪高就可达到1米左右。

1.4 盘锦港海域海冰情况

盘锦港海区每年冬季均有海冰生成，一般11月中旬左右见初冰，终冰在3月初左右，平均冰期为110天，严重冰期为64天，主要集中在1至2月份，冬季平台需要撤离盘锦港海域。

2 中油海63平台现状

2.1 中油海63平台概况

中国石油集团海洋工程有限公司所属中油海 63 平台，是一艘齿轮齿条升降的四腿自升式修井试采平台，由平台主体、桩腿、储油油罐、升降系统四部分组成。平台主体平面形状为长方形，平台主甲板尾部布置有悬臂梁系统和试采流程，储油油罐设在平台中部，平台首部设有四层生活楼和直升飞机平台。

平台拖航适合于近海航区，主要任务是对渤海水深 20m（含天文潮和风暴潮）范围内的探井进行修井、试采作业。

2.2 中油海63平台基本数据

平台总长79米，型长62米，总宽34.6米，型宽34米，型深4.5米，总吨3806，设计拖航吃水2.41米。平台桩腿为圆柱形，长度 63米，直径2.8米，无桩靴设计。桩腿升降速度为0.47米/分钟。平台首、尾各设有150kN绞车两台，并配有2850kg AC-14型大抓力锚4个，用于牵引平台就位，锚缆直径38毫米，每根锚缆长360米。

3 中油海63平台海南24井就位要求

中油海63平台拟就位于海南24井井口平台西南侧。设计就位艏向200±3度，尾部距离井口平台3.5±0.5米，横向偏差±1米以内。中油海63平台按设计要求完成就位后，既要满足悬臂梁覆盖井口，又要最大限度地减小对油轮靠泊油罐区的影响和交通船靠泊动力平台的影响[2]。

4 拖航前期准备

4.1 浅水区拖航主拖轮的确定

根据本航次作业水域的水深限制，大马力拖轮无法执行本次拖航任务，需要选用小马力拖轮在浅水区进行拖带和就位，在浅拖船的选择上，应充分考虑拖轮船底富裕水深和可供拖带和就位时长之间的关系，保证平台和拖轮不会发生搁浅的情况。

根据多年滩浅海拖航就位作业经验，此次浅拖就位，由平台登陆浅滩开始至平台到达设计就位位置所需时间约2.5小时。整个浅拖就位过程，从平台和拖轮登陆浅滩至就位结束拖轮解拖驶离浅滩期间，应保证浅滩上的水深满足需要。

综合考虑上述情况，参照国内一些港口对于船舶安全富裕水深的要求，结合拖航就位作业所需时间和井位附近水深变化规律，按照潮汐表数据，通过内差法计算浅滩上的水深数值，确定高平潮期间可供浅拖和就位操作的时间，限定拖轮吃水[3]。

当日高潮潮高为4.51米，低潮潮高0.6米，高平潮时，浅滩上实际水深约为4.1米。按照高平潮前后1.5小时内进行浅拖就位计算浅滩水深，高平潮前1.5小时浅滩水深为3.1米，高平潮后1.5小时浅滩水深为3.2米。考虑潮汐表误差和落潮时浅滩上水深变化快的情况，平台和主拖轮船底需要预留0.5米安全富裕水深，以保证拖轮的操纵性能和避免搁浅的风险，因此，选择的浅吃水拖轮其吃水应不大于2.5米。

结合本公司自有拖轮船型，拟选用一艘主机功率为2000kW的小马力拖轮作为浅水区域拖航就位的主拖轮。

4.2 浅拖船数据

拖轮船长57.88米，船宽12.2米，型深3.85米，拖航吃水2.4米。该拖轮配备两台1000kW主机，主推机器为两部喷水推进组合装置，配备一台180kW艏侧推。拖带装置配备拖缆机滚筒一个，拖缆直径36毫米，主拖缆长度700米，系柱拖力244kN。

4.3 中油海63平台拖航阻力计算

根据中华人民共和国船舶检验局《海上拖航法定检验技术规则》（1999）和中国船级社《海上拖航指南》（2011）的有关规定和要求，对本次海上拖航进行阻力计算如下：

4.3.1 静水平流拖航速度4节的拖航阻力Ro

式中：Rf：摩擦阻力；RB：剩余阻力；A1：平台水下湿表面积，m2；A2：浸水部分的船中横剖面积，m2；V：拖航速度，m/s；δ：方形系数。

4.3.2 风速20m/s的拖航阻力Ra

式中：ρ：空气密度，kg/m3，按1.22kg/m3计算；V：风速取20m/s；Ai：受风面积，m2，按顶风计算；Cs：受风面积Ai的形状系数。

4.4 自生式钻井平台拖航的相关要求

根据《海上拖航法定检验技术规则》（1999）、《海上拖航指南》（2011）、《钻井平台拖航与就位作业规范》（2019），拖船拖带自生式钻井平台应同时满足以下几点要求：

4.4.1 所需拖带力的估算应以拟定拖航航线为依据。对无限航区拖航的环境条件按如下确定：在风速等于20m/s（风从船首或30°方向吹来），船首水流速度为0.5m/s，有义波高（h1/3）为5m条件下，拖带力至少应能保持被拖物的航向。

4.4.2 拖船在静水中的拖航速度一般应满足如下要求：拖带常规线型的被拖船舶时，应不小于6节；拖带特殊线型的被拖船舶（如浮船坞、起重船等）或半潜式钻井平台时，应不小于5节；拖带自生式钻井平台及其他水上建筑时，应不小于4节。

4.4.3 拖航设计航线的水深，应使平台和拖船的龙骨或推进器底距离海底至少5米。如小于5米，应在作业前进行风险评估。

根据拖航作业环境条件和拖航阻力计算结果，《海上拖航法定检验技术规则》（1999）、《海上拖航指南》（2011）、《钻井平台拖航与就位作业规范》（2019）中关于拖带力、拖航速度以及拖航设计航线的水深要求，不适用于此次拖航。

综合考虑实际水深以及拖轮主机功率、安全富裕水深和浪高的影响，对此次拖航的气象和海况条件以及登陆浅滩时的水深做出如下限定，以保障作业安全：

风力≤4级；浪高＜0.5米；水深≥3.0米。

4.5 浅水拖航及就位时间节点筹划

出于作业成本考虑，此次浅水拖航及就位作业仅配备了一艘小马力拖轮，航线附近没有设置临时插桩点，浅水拖航就位需要尽可能在一个高潮间隙内完成，即使不能完成就位，至少也要将平台拖至井位200米范围内的扫测区域内插桩等待。因此，需要通过内差法估算浅滩上高潮前后每个小时的水深情况，并充分考虑落潮时浅滩上的水深变化快的实际情况，确定拖航就位的各时间节点[4]。

根据潮汐估算结果，浅滩上的水深在高平潮前1.5小时至高平潮后1小时内满足作业要求。按照一个高平潮间隙完成就位任务划分作业时间节点，中油海63平台需要在高平潮前1.5小时开始登陆浅滩，登陆浅滩后0.8小时内完成初步就位，初就位结束后要在0.5小时内通过专业锚艇完成平台尾部两口定位锚的布置，以及主拖轮在平台就位设计首尾线上抛锚替代两口首部定位锚的操作，精就位操作需要在0.5小时内完成，就位结束后，主拖轮需要在高潮后0.8小时内完成起锚、收主拖缆和解拖操作并驶离浅滩区域。

5 浅水拖航及就位作业实施

5.1 浅拖

为防止渔业捕捞情况的干扰，确保浅水拖航安全顺利，提前安排渔业清障船舶对航线及井位附近的渔船渔网等进行了清理，为拖带作业提供了安全的作业环境，并在拖航作业期间，安排渔业清障船舶引航，预防突发情况的发生。

主拖轮在5米等深线附近乘低平潮挂拖并将主拖缆放至100米，挂拖完毕等待涨潮约2小时开始起拖。起拖时，平台将桩腿收至船下0.6米位置，使平台保持3米吃水，并做好随时插桩制动的准备，然后乘涨潮顺流拖带平台向浅滩登陆点航行，拖带航速控制在3.5节左右，航行2.5小时可抵达浅滩登陆点。

浅水拖航航行过程中，在涨潮流的作用下，主拖轮仅使用15%～20%的主机负荷，拖带航速就达到了3.5节左右，流压角最大达到40度，拖带船组的航迹带宽度达到约130米，此时主拖轮的拖力明显不足，主拖轮的主要作用是控制平台运动方向，平台的移动速度主要来自于涨潮流的作用。

为保证拖航安全，防止倒拖现象和断缆情况的发生，主拖轮始终保持稳定的主机负荷以及与平台之间相对固定的位置关系拖带航行，使拖缆受力均匀，充分利用流压，使平台沿着设计航线以3.5节左右的速度行驶。

5.2 进场

拖带船组在高平潮前1.5小时准时抵达井位西侧浅滩边缘的登陆点附近，距离井位0.6海里，根据潮汐表估算的水深和清障船舶提供的实际测量水深，此时已经满足登陆浅滩条件。

登陆浅滩时，虽然涨潮流流速已经逐渐减小，但仍然有较大影响，在拖带船组与井口之间只有0.6海里的情况下，如果不提前做好控制拖航速度和平台运动轨迹的工作，将有可能造成平台越过就位位置，甚至造成拖带船组碰撞井口的重大事故。

此时，拖航指挥人员需要指挥主拖轮降低拖航速度，同时，平台将桩腿下放至浅滩表层松软的泥面内，这样不仅可以通过软泥的阻力协助控制平台的移动速度，也能够在突发紧急情况时迅速插桩制动平台。

在向井口接近的过程中，拖航指挥人员充分利用流压和海底软泥的阻力，指挥拖轮不断调整航向和主机负荷控制平台的运动轨迹和平台的艏向，使平台向井口接近的同时，艏向也逐渐趋近就位设计艏向。

当平台行进至距离井口和设计首尾线大约30米位置时，平台适当增加一根尾桩入泥深度，减少另外3根桩腿的入泥深度，同时指挥拖轮连续转向，增加平台转向的速度、降低平台前进速度，直至平台进入井口30至50米范围内，平台艏向达到设计艏向，完成初就位。此操作需要拖航指挥人员敏锐观察流速和平台运动轨迹的变化，准确把握拖轮转向时机和转向角度[5]。

5.3 就位

此次靠泊井口的精就位操作采取抛锚就位方式。即平台两口尾锚分别抛在就位设计船首线两侧135度夹角位置上，主拖轮在就位设计首尾线上抛锚替代两口首锚，然后通过放主拖缆绞尾锚的方式完成精就位。

由于平台锚缆仅有360米长，在设计锚缆抛出的长度时，需要充分考虑平台与井口之间的距离，以及锚机滚筒上剩余锚缆长度和锚缆在海底的轨迹。经过估算，中油海63平台可抛出锚缆直线长度为200米，因此，平台在初就位时，应尽可能靠近井口，平台初就位后的首尾线也应尽可能与就位设计首尾线重合，这样可以弥补锚缆长度的缺陷，同时也可以减少精就位操作时间[6]。

平台到达初就位位置插桩稳定后，主拖轮到设计锚点抛锚准备协助就位，专业锚艇在30分钟内将平台尾部两口定位锚抛至设计锚点，两口尾锚抛好后需要进行拉力试验，确认定位锚已经抓牢，没有走锚现象，开始进行精就位操作。

精就位操作过程需要处于平流阶段，防止流压影响就位精度。在松主拖缆、绞锚缆进行精就位的过程中，应使平台的首尾线与就位设计首尾线始终保持基本重合，四根桩腿始终保持在软泥泥面滑行，主拖缆受力适当，两口尾锚锚缆张力相同，保持平台平稳向井口接近，直至平台与设计位置重合。

平台达到设计位置插桩后，需要定位人员和平台技术人员对就位精度进行复核，确认就位精度满足要求后，精就位结束。精就位结束后，立即安排主拖轮起锚、收主拖缆、解拖驶离浅滩区域。

6 结语

海上平台拖航就位作业程序复杂，受自然环境条件影响大，特别是在浅水区使用小马力拖轮进行浅水拖航和精就位，作业难度更大、风险更高。拖航就位作业前，拖航指挥人员需要详细了解作业任务和拖轮性能，制定详细的、适合当时环境和情况的最佳作业方案，做好充分的作业前准备。在拖航就位作业实施过程中，拖航指挥人员要准确把握气象水文条件和作业环境条件，精细操作，平台和作业船舶要听从指挥、密切配合，才能有效保障拖航就位作业的顺利完成。