多功能作业支持船之DSVx.docx
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多功能作业支持船之潜水作业支
持船（DSV）研究报告
姓名 Carl
学号
班级 船舶与海洋工程4班
日期 2013-09-21
目录
92
一、基本概念和定义 5
１.１多功能作业支持船 5
１.2潜水作业支持船 7
二．主要类型和构造特征 8
2.1潜水的分类 8
2.2主要类型 10
2.3结构特征 11
三、 航运市场份额及需求 14
3.1市场份额 14
3.1.1国内市场 14
3.1.2国际市场 16
3.1.2.1概况 16
3.1.2.2设计领导者HAVYARD 17
3.1.2.3ACERGY公司——先进的ＤＳＶ服务提供方 19
3.2潜水作业支持船的发展和需求分析 21
3.2.1潜水作业支持船初期的市场状况 21
3.2.2现代潜水作业支持船 23
3.2.3统计分析 24
四、 船型发展现状与技术特点 31
4.1概述 31
4.2饱和潜水系统 32
4.2.1饱和潜水的原理 32
4.2.2饱和潜水系统组成 36
4.2.2.1饱和潜水系统各单元布置 37
4.2.2.2甲板居住舱 39
4.2.2.3潜水钟及其收放架 40
4.2.2.4潜水钟吊放系统 41
4.2.2.5高压逃生舱（HRC） 42
4.2.2.6潜水钟主脐带篮 43
4.2.２.７控制集装箱 43
4.2.２.７.１潜水钟控制系统 43
4.2.２.７.２生命支持系统 44
４.２.２.８环境控制单元和热水单元 44
４.２.２.８．１环境控制单元 44
４.２.２.８．２热水单元 45
４.２.２.９高压气体储存容器 45
４.２.２.１０高应急发电机 46
４.２.２.１１空气压缩机 46
４.２.２.１２工具箱 46
４.２.２.１３工具下放平台 47
４.２.２.１４焊接固定检验 47
4.2.3饱和潜水施工流程 48
4.2.4饱和潜水在常规海洋工程中的应用 49
4.2.4.1安装膨胀弯 49
4.2.4.2安装立管 49
4.2.4.3安装FPSO单点系统 50
4.2.4.4悬跨段治理 50
4.2.4.5海管除蜡 51
4.2.5饱和潜水技术的优越性 51
4.3ROV 52
4.3.1结构 53
4.3.2功能 53
4.3.3应用 54
4.3.4系列产品 57
VideoRayScout 57
VideoRayExplorer 58
VideoRayPro 58
VideoRayPro3XE 59
VideoRayDeepBlueXE 61
M1000ROV 62
红旗1号 63
4.4直升机升降平台 64
4.5动力定位系统 64
４.５.１动力定位基本控制原理 65
４.５.２动力定位系统主要技术性能指标-系统组成
与工作方式 66
４.６起重设备 68
４.７多功能化潜水支持船存在理由 69
五、典型船型（主要参数、性能指标） 70
5.1‘深潜号’深潜水支持母船基本介绍 70
5.2主要参数 72
5.21船型 72
5.22船级 72
5.22技术要素 73
5.23主要装备配置 74
5.3主要作业功能设计及其对应结构 75
5.31300米饱和潜水作业系统 75
5.32常规空气潜水作业功能设计 76
5.33ROV遥控探测作业功能设计 77
5.34大吨位海上起重作业功能设计 78
5.4安全保障系统 79
5.4.1动力定位功能设计 79
5.4.2四点锚泊定位功能设计 80
5.4.3船舶减摇 81
5.4.4防倾调载功能设计 82
5.45直升机起降平台与安全保障系统设计 83
5.5有关深潜号的资料来源 84
六、安全作业 86
七、参考文献 90
一、基本概念和定义
１.１多功能作业支持船
多功能作业支持船（MultifunctionalSupportVessel）：
在
2012年9月国家统计局发布的战略性新兴产业分类（2012）
（试行）中，多功能作业支持船与大型起重铺管船、物探船、工程勘察船、平台供应船、半潜式运输船等海洋工程船舶并列作为战略性新兴产业的支持项目。
多功能作业支持船并不是单纯的某一种船型，针对不同的作业具有不同的支持船舶。
而且由于实际应用的考虑，各种作业支持船大多并不单单只针对某一功能作用，往往有所侧重的同时追求设备的多功能和工作的多用途。
图1多功能打捞作业支持船
在作业支持船中，大多为水下作业支持船（或称SUBSEA类船舶）。
水下作业支持船是所有水下作业支持船的统称，包括为水下及海床施工和水下作业提供支持的多种船舶，主要包括潜水作业支持船（DivingSupportVessel）、遥控潜水器工作母船
（ROVSupportVessel）、铺管船（PipeLayerSupportVessel）等。
【1】
图2潜水支持船
图3遥控潜水器工作母船EddaFreya0３
１.2潜水作业支持船
潜水作业支持船（DivingSupportVessel，简称DSV）又称潜水支援船，专门设计为潜水人员服务，支持潜水人员完成水下安装、检查、维修等作业。
【2】通常，DSV类船舶支持潜水人员进行的饱和潜水（Saturationdiving）深度为50-300米，空气潜水深度为50米。
本文以潜水作业支持船作为研究对象。
但是由于饱和潜水作业和遥控潜水器ROV作业往往互为补充，为了追求获得最大的作业能力，几乎所有的潜水作业支持船都附带也同时支持遥控潜水器ROV的工作。
此外潜水作业支持船（DivingSupportVessel）的大多数也可以称为深潜水支持母船（Deep-DivingSupportVessel）。
需要注意的是它与载人深潜器支持母船（SubmersibleSupportVessel）的区别。
尽管二者在结构设计上有共同点，但二者所支持的是完全不同的作业工具。
前者主要支持的是以潜水员承
压下的饱和潜水，而后者则重在支持耐高压的载人深潜器。
二．主要类型和构造特征
2.1潜水的分类
潜水包括休闲潜水和工程潜水（商业潜水）。
休闲潜水是指以水下观光和休闲娱乐为目的的潜水活动，其中又分为浮潜和水肺潜水。
（即使用气瓶和水下呼吸器进行潜水。
）潜水观光就属于休闲潜水，而在海滨旅游景区所看到的绝大多数是休闲潜水中的潜水体验。
浮潜只需利用面镜、呼吸管和脚蹼就可以漂浮在水面，然后通过面镜观看水下景观。
水肺潜水是带着压缩空气瓶，利用水下呼吸器在水下进行呼吸，是真正的潜入水底的一种潜水。
全套水肺潜水装备包括面镜、呼吸管、脚蹼、呼吸器、潜水仪表、气瓶、浮力调整背心和潜水服等，潜水员在开放水域潜水时，还会携带潜水刀、水下手电、鱼枪等必要的辅助装备。
图4休闲潜水
工程潜水主要是指从事江、河、湖、海、水库等水下工程作业，而如今工程潜水更多的是为海上采油工程（offshore）服务。
一般的技术工具有水下录像设备、水下电焊切割设备、轻重潜水设备、水下分裂混凝土设备等，潜水技术人员要求要取得专业资格证书，潜水作业经验，并且对水下作业深度有一定要求。
范围包括码头、桥梁施工水下作业，水库、大坝检测与修复，船体、船坞水下检查维修，水下电焊、切割，水下打捞清障，水下管道铺设，水下录像等。
为港口、桥梁、船厂、电厂、水库等各类业主和施工单位提供服务。
由于作业时间长，强度大，对安全的要求较高，工程潜水
（又称商业潜水）一般采用水面管供的形式。
管供潜水，即潜水员呼吸从水面储气装置由脐带气管供给到水下的气体，相对于休闲潜水常用的SCUBA（SelfContainedUnderwaterBreathingApparatus）潜水有供气量大，作业时间长，应急情况可由水面回收等优点。
由于氮气的麻醉效应，我国规定空气或氮氧混合气体潜水不能超过60m（国际规定一般为50m）。
更深深度的潜水一般用氦气替代氮作为中性呼吸气体，氢氧混合气由于安全等原因，不被采用。
一般来说氦氧混合气潜水的深度可以到达100m左右，到达更深的深度由于需要漫长的水下减压时间，及在水下减压期间的不安全性，不被采用。
氦氧混合气潜水一般采用开式钟或闭式钟的潜水设备系统。
以上潜水皆为非饱和潜水。
要到达更深的深度，则必须采用饱和潜水的技术。
【３】
饱和潜水，即人在水下停留的时间超过一定界限，以至于人体于所在深度压力下的呼吸气体在人体内充分溶解，达到气体分压平衡。
这使人能克服减压病，在水下及相当水下压力的生活舱内工作生活数十日，甚至更长的时间。
饱和潜水中国的首次自主饱和潜水，是由交通部上海打捞局于2006年12月30日完成的。
2.2主要类型
图5
潜水作业支持船，按照上面潜水的分类一般分为普通潜水支援船和深潜水支持母船（Multi-PurposeDeep-DivingSupport
Vessel）。
但是通常情况下仅指后者。
即指具有饱和潜水系统能够进行深潜水的工程船舶。
按潜水作业的目的分为打捞作业支持船、救援作业支持船和勘察船。
潜水作业支持船（深潜水支持母船）除具备饱和潜水系统往往为了适应不同的工作环境具备常规空气潜水作业工作站点、二级动力定位系统、无人遥控潜水机器人（ROV）、起重设备、直升机起降平台等系统设备。
2.3结构特征
潜水作业支持船一般为平底船，设两层连续甲板，双底双
壳。
前部设有首楼、上层建筑、直升机甲板、机舱；中部设有月池、海洋工程起重机、拖缆机和空气潜水系统；尾部设有推进器舱。
在潜水作业支持船中，定位系统和饱和潜水系统的布置是重中之重。
以HAVYARDLEIRVIK船厂在2011年2月交付的
Havyard858DSV即SEVENHAVILA号为例。
图6
船舶设计采用ice级船体和3级动力定位系统。
船长120米、船宽23米、载重7250吨。
该船设有可承受10吨每立方米的面积为1050平方米的主甲板。
饱和潜水系统的整合是最具挑战性的。
因为饱和潜水系统占据较大面积，所以全船的设计需围绕这一系统。
船舶系统：
SEVENHAVILA船设有最大下潜深度为500米的观测类远程操作潜水器（TheObservationＣlassROV）。
右舷设置一个大型的ROV机库和控制室。
设置康斯博格K-POSDP
21动态定位系统与辅助的K-POSDP11定位系统。
该参考系统
包括两个差分全球定位系统Seapath系统，两个HiPAP500声学系统和4.2扇形激光束自动定位激光系统。
配备了全智能化的潜水控制系统。
系统包括潜水员监控系统，升沉补偿处理系
统和两个高压救生艇。
该船还包括两个4.8米ｘ4.8米潜水月池。
设备：
左舷主甲板设有一台由麦格雷戈提供的250吨主起重机，C-甲板上设有一台40吨辅助起重机，左舷设有一台5吨辅助起重机。
飞机设施：
位于船前部有凸起的直升机甲板，可以支持一架西科斯基S-92中型运输直升机。
动力：
SEVENHAVILA是由八个2,188千瓦卡特彼勒
3516C高清引擎和八个2,100千瓦SESMJR560发电机组供电的柴油电力推进系统提供动力。
此外还集成了两台3500千瓦的AZP120主推进器，3个1500千瓦的劳斯莱斯UL-2001FP伸缩方位推进器（船首两个船尾一个）和两台1500千瓦的劳斯莱斯TT-2400隧道推进器。
住宿：
SEVENHAVILA提供非常高标准可容纳120人的住宿设施。
住宿设施被划分成28个单人舱和46个双人舱。
对比我国的深潜号潜水作业支持船，总长125.7米，型宽
25米，型深10.6米的“深潜号”，满载排水量为15864吨。
如下图所示【5】。
图7
可见潜水作业支持船的结构特征的独特性在于针对其功能的设备的布置。
为了满足在饱和潜水、常规空气潜水、ROV遥控探测、大吨位海上起重等主要作业功能，动力定位、锚泊定位、船舶减摇、防倾、调载、直升机起降平台与安全保障等功能的全部或部分，潜水作业支持船在有限的甲板面积上高效合理的集成各种功能模块，同时保证船体结构便于潜水装备的回收和应急处理。
例如针对大吨位海上起重等主要作业功能而对船速这一次要因素的处理，船体的长宽比较小；针对便于饱和潜水系统的潜水钟及ROV的下放回收和缆绳的安全，船底为平底且为双层底。
三、航运市场份额及需求
3.1市场份额
3.1.1国内市场
目前（截止到2013年9月）国内最先进的潜水作业支持船是深潜号，由中船重工下属的青岛武船重工于2012年8月交付。
该船由上海船舶设计研究院设计，是第一艘由我国自主设计的潜水作业支持船。
但是在此之前国内有承接建造潜水作业支持船的船厂惠生
（南通）重工有限公司，2010年9月交付，这是我国建造的第一艘潜水作业支持船。
上述所提到的青岛武船重工有限公司２００６年刚注册成立的公司，而惠生（南通）重工有限公司则是由惠生（WISON）控股成立的外资独资企业。
此外芜湖新联造船有限公司目前（截止到2013年8月）正在建两艘潜水作业支持船。
世界经济的快速增长形成了对能源的巨大需求，能源供应的日趋紧张促使各国向海洋、尤其是深海进行资源开发。
我国南中国海油气资源量的总体估计为1050亿桶，天然气2000万亿立方米。
20世纪80年代末以来，我国在南中国海的联合勘探和生产仅限于100m左右水深范围内开展。
向500~2000m水深海域拓展，不仅需要深海油气勘探技术的提高，同时需要大
量海上工程配套设备的供应。
另外，我国海洋工业开始于20世纪60年代末期，目前除了海上设备安装、维修之外，平台拆除也进入议程。
数据显示，我国有近百座海上构筑物已进入拆除计划。
随着海洋石油开发、大型海上工程、沿海风电设备安装和海难救助事业的发展，具备大型起重能力的船舶作为不可缺少的工程船舶，其需求将迅猛增加。
【13】
图8
3.1.2国际市场
3.1.2.1概况
挪威DOF公司、HAVYARDLEIRVIK船厂、ULSTEINVERFT船
厂、韩国STX造船、现代重工等造船企业处于领先地位。
其中
HAVYARD的设计方案HAVYARD858目前最为先进。
目前亚洲国家在海洋工程船的DSV的建造市场上已逐步占据主导地位，但在设计领域，欧美公司仍占据着绝对优势，一些新技术新船型几乎都出自他们之手。
随着世界油气资源开发重心向海洋转移，海洋工程船船队也在不断壮大，不仅数量上持续有新鲜血液注入，各种新船型新技术也是层出不穷。
【10】
图9
3.1.2.2设计领导者HAVYARD
同设计海洋工程船舶先进的乌斯坦公司一样HAVYARD公司的DSV设计处于领先地位。
该公司的HAVYARD858设计
是截止到2013年9月最先进的DSV设计，下面是该公司最为先进的潜水作业支持船SevenHavila号。
【11】
图10
a.2011年SevenHavila号，如上图，前面已经介绍。
b.Havyard在挪威的Leirvik船厂已经获得深水支援船
HavilaPhoenix改装合同。
HavilaPhoenix轮已经获得
Havila航运为7年期租约合同，外加4个1年期备选租约期限，用于电缆敷设和挖沟作业，改装完成后从2014年3月开始作业。
HavilaPhoenix轮为Havyard858设计，
2009年从Leirvik交付的一艘施工船，改装后要求该船的设备能够进行海上风电安装和电缆敷设，此外，该船将
被扩展尺寸，延长近17.4米，用钢量达70吨，加强船尾，安装一个250吨A型架并配备大型挖沟机，额外提供小
型挖沟装备，电缆敷设设备包括一个水平电缆卷筒，容量达2000吨电缆。
改装工程完成后，该船尺寸将长
127.4米，宽23米，甲板面积1450m2，定员140人。
3.1.2.3ACERGY公司——先进的ＤＳＶ服务提供方
ACERGY公司是一家国际领先的海床和水下工程设计和施工企业。
公司最早于1970年成立于挪威的HAUGESUND，成立时名称为STOLTNIELSENSEAWAY，后经过多次兼并和重组，2005年STOLT-NIELSEN集团出售其股份，并将公司在奥斯陆证券交易市场和NASDAQ上市。
2006年，该公司改名为ACERGY。
上世纪
80、90年代，该公司并购了英国和法国的公司，经营重心转移至全球市场。
目前，该公司注册地为卢森堡，运营总部设立在
伦敦。
公司在挪威、苏格兰、法国、美国、巴西、澳大利亚、加拿大和新加坡等地均设立了办事机构。
2010年6月，ACERGY公司与SUBSEA7公司达成协议，ACERGY公司以呼唤股票的方式与SUBSEA7公司合并，交易金额25亿美元。
在新成立的公司中，ACERGY股东持有54%的股份，SUBSEA7股东持有46%的股份。
ACERGY公司成立之初的业务即为提供潜水员和水下潜水器服务。
1997年，公司在西非获得了第一份超深水合同，现已发展成集设计、施工为一体的水下作业领先公司。
公司拥有先进的潜水支持船、遥控潜器母船、遥控潜器系统。
公司的特长为水下和超深水作业，其遥控潜器可以胜任各个恶劣区域的工作。
公司拥有潜水和水下施工支持船10艘、测量和检修作业
（INSPECTION，MAINTENANCEANDREPAIR，IMR）3艘、铺管船
6艘。
其潜水和水下施工支持船配备了高技能的潜水员团队和高科技的遥控潜器系统，支持的饱和潜水能力达到450米，遥控潜器工作深度达到1000-3000米，铺管深度达到2100米。
该类船舶可广泛开展水下施工建设、安装、维修、检测、起重、铺管、拖船、潜水支持、遥控潜器作业等。
公司的测量和检修作业船能够适应各种极端天气，完成海事普查测量、遥控潜器作业等。
铺管船起重能力达到300-3000吨，J型铺管系统拥有
1000吨的工作能力，S型铺管系统拥有600吨的工作能力，作业深度1200-1500米，最深可达2000米。
a.2010年SEVENATLANTIC号。
b.2011年SEVENHAVILA号。
c.2012年向韩国现代重工HYUNDAIHEAVY新订
SUBSEA7。
图11SKANDI（DSV）
3.2潜水作业支持船的发展和需求分析
3.2.1潜水作业支持船初期的市场状况
商业潜水作业支持船出现在20世纪60年代和70年代，当时需要进行潜水作业和在开放水域如北海和墨西哥湾的石油生产平台相关的安装。
但是石油和天然气生产平台的出现，业主
和经营者不再热衷于潜水系统。
因为平台提供了宝贵的足够的甲板空间和固定设备，寻求那种持续潜水作业的期望越来越低。
然而，当设备出现故障或受到损坏，在油田周围需要有一个定期的而且不连续的潜水作业。
解决的办法是把由船舶提供潜水时的平台基地。
最初，这些往往是油田供应船或渔船，然而，由于这种船的结构缺陷，尤其是在不确定的天气潜水的危险。
此外，海底作业通常需要提高和降低重型设备，而大多数这样的船只没有配备此设备。
这是当出现专用商业潜水作业支持船。
这些往往是建立从头开始大量转换的管道运营商或其他公用事业船。
潜水作业支持船的主要组成部分是：
•动态定位从位置参考系统（DGPS定位，应答器，光拉紧电线或RADASCAN）的输入由电脑控制，它会保持在一个潜水地点使用多方位推进器的船舶位置，其他传感器补偿膨胀、潮和盛行风。
•饱和潜水系统对于低于50米的潜水作业，氦气和氧气
（氦氧混合气）的混合压力下，需要消除氮麻醉作用。
饱和潜水的潜水作业深度扩展，是首选的方法。
饱和系统将被安装在船内。
潜水钟[2]将运输系统之间的饱和潜水员和工作现场，通过月池，在船底降低，通常用的支撑结构'光标，以支持通过湍流附近海域潜水钟表面上。
有许多支持系统，饱和潜水支持船，
通常包括一个遥控潜水器ROV和重型起重设备。
因为该船型的出现是与北海和墨西哥湾的石油生产平台密切相关的，所以绝大多数潜水作业支持船由欧美国家设计、建造和使用，尤其是挪威和美国。
图12
3.2.2现代潜水作业支持船
目前在北海的船只大多在20世纪80年代已建成。
和约翰叔叔相似，被证明是过于昂贵，难于维护和移动太慢。
因此，大多数现有的设计是具备一个或双铃潜水系统的单体船船。
20世纪80年代以来，已经有一点创新，但创新不大。
然而受高油价推动，2004年以来，在北海海底发展的市场已显着增长。
这导致了潜水作业支持船稀缺，推动了价格上涨。
因此，承包商订购了一批新造船舶，大多在2008年左右进入市场。
传统的欧美造船强国在这一领域曾长期处于领先地位，与此同时，亚洲新兴造船强国如日本韩国新加坡也逐渐处于领先地位。
【14】
20世纪80年代最成功的潜水作业支持船是约翰叔叔号。
由海达潜水COMEX经营。
10年来，这船完成了众多布伦特油田北海北部的水下高压管接头（搭售）等维护工作和周围的外壳操作。
约翰叔叔号是一个半潜式平台的设计与一个16人的饱和系统、潜水钟、独立的月池，2台起重机。
有能力在相当极端的天气中工作和留站。
设计为半潜式高压搭售是非常有用的，因为显着的甲板空间允许的75吨焊接栖息和管操纵设备，1.5
英寸厚的36英寸直径的机动能力的运输和处理钢管。
约翰叔叔目前由CALDIVE拥有和经营国际今天是活跃在墨西哥湾的。
布伦特油田是一个典型的140米工作深度。
然而在1983年的约翰叔叔号及船员成功完成深峡湾潜水课程。
在挪威风峡湾一个成功的36英寸高压领带ONARHEIMS完成了300米深度的潜水作业。
3.2.3统计分析
潜水作业支持船OSV/D根据DMC船舶分类计划是为特定目的建造或转换为一般离岸支援活动，但都配备了一个不可分割的潜水系统，按照海事组织和IMCA规则及指引可以作为一个潜水作业支持船。
ID
船只详情
位
定
DMC-101465
总长：
81建筑年份：
1975年甲板面积：
800平方米
起重机最大扬程：
50
住宿：
61直升机甲板：
是
P2
D
MC-101443
总长：
73建筑
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