饱和潜水在海洋工程中的应用研究

文/晏勇，92213部队

潜水技术在海洋工程中发挥着重要的作用，结合现阶段的发展情况分析，潜水方式主要分为两种类型，即常规潜水和饱和潜水。目前，饱和潜水主要被应用于南海水深为50m-200m的范围内安装海管、检测、维修以及浮式生产储油轮（EPSO，Floating Productio n and Offloading vessel）等相对常规的海洋工程中。

1 饱和潜水

1.1 概念

饱和潜水技术，即在著名潜水医学家Bond推出的“饱和潜水”理论基础下得以衍生的一项技术。饱和潜水技术是将潜水员置于高气压的条件下，经过长时间的暴露，将其身体内的各项组织达到完全饱和的状态，与此同时，将环境压力控制在一特定的范围内，不论暴露的时间多久，其减压的时间相等。举例说明：身处100m深度的海洋环境下，将停留作业与长时间停留时间定为24小时与24天，最终将时间相同的减压时间进行一次性的减压出水。因此，潜水员在具体的作业时，不会受到时间的影响，可以高效地完成更多水下作业，以此来替身潜水员水下作业的效率。随着全球海权意识及科技水平的提高，载人潜水器的出现，受到各国的高度重视，逐渐成为国家深海事业发展的重要技术手段和强力支撑，在水下科学研究、海洋工程实施与国防安全等方面发挥了重要作用，被称为“海洋学研究领域的重要基石”。2016年9月研制了新一代Deep flight S uper Falcon 3S，并获得劳氏船级社认证，主要用于近海观光与科学考察，可搭载3人，该公司与中国彩虹鱼公司达成战略合作，预期未来联合开展研发与海试。

1.2 优势

1.2.1 提升水下作业的灵活性

就目前水下作业的情况来看，常规性的水下作业深度在120m左右，但是，借助饱和潜水技术，水下作业深度已经突破700m。利用饱和作业开展水下作业过程中，最为显著的一个特点即“不减压”进行巡回水下作业，这一特点的应用，在很大程度上提升了水下作业的灵活性能。“巡回”即潜水员在处于高压条件下进行作业并达到完全饱和后，可以按照“巡潜深度-时程极限表”，潜到饱和度相对深或浅的位置，能够在此位置停留一段时间，随后，在不加压或减压的条件下再次回到饱和深度。在这种情况下，潜水员能够在某一水深内进行持续性作业。打破时间的束缚，无需在饱和深度停留过多的时间进行休息，还能够不间断地进行作业。

1.2.2 具有较高的安全性能

在深海潜水作业中最大的挑战即变幻无常的环境问题，从而影响着潜水员的生命安全。在海况变差的情况下，饱和潜水能够借助潜水钟将潜水员运送至减压舱内，确保潜水员得到及时的休息或减压。如果海况情况好转或者海况情况良好的情况下，潜水员能够继续进水进行作业。因此，结合实际应用情况来看，饱和潜水不会受到水下环境的过多影响。

2 饱和潜水在海洋工程中的应用

2.1 安装立管、FPSO单点系统、连接电缆

潜水员的主要工作有：清理海生物、放置立管卡子、调整立管卡子的方位，使得立管卡子得到紧固。将平台中的卷扬机中放置下段立管入水。潜水员将其拖拉至下段立管的小关卡内部。潜水员在连接柔性立管时，潜水员要将柔性立管的端头连接到基盘管法兰，将其插入至螺栓，从而将垫圈安装；紧固法兰液压。在连接电缆时，潜水员要将动力定位船吊机放置在正确的位置，并将电缆放置在海底基盘的导向槽内部，潜水员要将导向内槽内部的卡子合拢，锚固电缆。其次，潜水员要将钻采平台中电缆内的牵引绳与电缆的端头进行紧密的衔接，在平台上面的工作人员能够借助牵引绳将其抽拉至电缆的平台上面，潜水员可以把电缆在J-Tube位置予以锚固。

2.2 悬挂段处置

海管若在沙丘上形成悬跨，潜水员可以借助高压水枪进行冲刷，还可以通过铁锹、斧头等工具将沙丘顶部的泥沙予以清理，从而使得悬跨的部分达到逐渐沉降的目的，以此将悬跨的现象慢慢消除。如果海管出现在材质较为坚硬的岩石坡顶位置形成悬跨，潜水员可以将砂袋填充至悬跨段的下部，以此消除悬跨的情况。

2.3 与ROV配合

ROV（远程操控运载器），一般情况下人们将其称之为水下机器人。这种技术是在水面的控制下开展的高技术水下工作的一项系统，可以在水下三维空间内不受空间的限制，自由地航行。借助外挂摄像头、管线跟踪器等工具来了解外界的与环境状况，其次，将其与其他水下工具或者是多功能的机械手进行有机的结合，从而完成深海水下作业。相对常规的海洋工程只需要借助饱和潜水与ROV进行有机的结合从而展开作业。相对简单的操作有：挂扣、解扣、清理体积相对较小的障碍物，这些操作都是借助ROV来完成。对于较为复杂的水下作业，如连接法兰、进行准确的安装操作、清理相对繁杂的海生物等都是要经过潜水员来完成。结合施工前期要通过ROV来展开水下调查工作，探测水下环境的状态，再由饱和潜水员进行水下作业。对于下放管件、回收等工作，都是需要在ROV的监控下开展作业，通过其监控的结果，来了解水下作业的状态。

3 结束语

综上所述，伴随我国整体实力的不断提升，海洋建设工程也逐渐强大，饱和潜水的出现推进了海洋深蓝的速度，饱和潜水被广泛应用的同时，在很大程度上提高了我国的海洋工程的应急救援能力，深海打探技术的提升，使得中国在国际上获得更多的发言权。