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【摘要】在我国科技与经济的发展下，海洋资源不断被开发，各项海洋大型机电设备都成为了重要的国防建设，而在此背景下，半潜船则拥有着极为宽广的市场需求，在海洋作业中发挥着不可替代的意义。基于此本文从半潜船的结构及功能出发，探讨了半潜船引航作业的相关流程，并对引航作业中的相关参数设定及各项技术要点加以论述，希望为有关部门提供参考，促进我国海洋作业的发展。

【关键词】半潜船;海洋作业;海上入坞;拖带引航作业;引航参数

在当前航运事业的发展下，很多船港都在接待着很多无动力船舶、半成品挖泥船等船只的修理与拆解工作，需要半潜船进行拖轮引航入坞，但当前很多船港工作人员都并未熟练掌握半潜船引航的技术要点，难以保证引航员可以安全高效地完成引航任务，而秦皇岛港需要应对大量的半潜船拖带引航作业，因此可以此为例，具体研究引航操作方式及参数设计，提高工作人员对于操作技术的学习，确保引航作业的顺利进行。

一、半潜船结构及功能

半潜船也可称为半潜式母船，可通过对自身压载水的调整，让承运驳船、游艇等货物的甲板潜入水下，而货物则可依靠浮力进行漂浮，再将货物运送到指定位置。而这种特殊的船舶设计也与一般的船只存在着较大的区别，通常拥有较深的吃水性能，但又不像普通的潜艇一样完全沉入水下，而是有一部分船体在水下，另一部分船体在水面以上。同时在水面以上的船体部分中可安装动力推进系统，让其具备航行的能力，以此来带动另一部分沉入水下的部分进行航行，而卸货过程则相反。

半潜船可以满足不同种类货物的装卸运输工作，例如石油钻井平台、潜艇、龙门吊等大型构件的运输工作，而为了运输不同种类的货物，半潜船在种类及形式上也拥有各项变化，早期使用的半潜船只能通过左右平移装卸货物，而现有的半潜船则可在船首装卸货物，装卸过程较为方便，且在甲板货物固定中也拥有不同的拖带牵引方式，另外还具备独特的控制系统，其主操纵台位于驾驶台中间，还拥有多个副操纵台，还搭配动态定位系统，接收海风、海浪、水流等环境信息，可通过操纵杆操作侧推器、螺旋桨[1]等实现原地旋转与漂移，降低环境对于航行的影响。还具备自我航行的能力，不需要依靠其他拖船完成运输工作，且现有的半潜船油舱容量更大，拥有更长的续航时间，还具备较高的抗风浪能力，因此在当前的海洋作业中，半潜船得到了较为广泛的运用，其作用难以替代。

二、引航作业环境及条件概述

半潜船在引航作业中，需要对周边作业环境进行考虑。以秦皇岛港为例，该港平日需要通过半潜船进行多种无动力船只的引航，秦皇岛港周边一般是以日潮为主的不规则混合潮型，最高潮位可达到2.55米，最低潮位为-1.43米，平均潮差0.8米，涨潮流向为西南方向，强风以东北风为主，而由于无动力被拖船只船型尺度与吃水能力较小，且出港航道相对较为狭窄，又拥有较长的拖航距离，因此可在气象环境较好时，通过两条拖轮共同协助半成品挖泥船的引航入坞作业。

该次引航作业目的是将无动力半成品挖泥船从港开河码头进行脱离，到秦皇岛西锚地入坞。在作业中应确保引航起拖时气象及水文条件可满足拖航的需求，作业应选在白天或平潮时间段进行，而装船作业也应在白天进行，且风力应≤15千米，浪高<0.6米，海况流速应<1千米。采用了船长140.55米的半潜船，船宽约为25米，共计12.8吨，载重7700吨，吃水可达到6.4米，而需要引航的无动力半成品挖泥船船长45米，船宽约为15米，共计950吨，干舷高为2.2米。

该引航入坞作业需要通过1号港与4号港的两条拖轮进行协同作业，其中1号港总长为35米，宽10米，拖航吃水为4.5米，总功率为2574千w，共379吨，而4号港总长度为32米，宽9米，拖航吃水为2.8米，总功率为1470千w，共计270吨。

三、引航操纵方法及经过

在半潜船进行引航作业前，首先应做好充分的引航准备工作，半潜船一般应提前三天抵达，召开装卸工作会议，并应组织相关负责人进行安全引航研究及装卸方案制定。例如秦皇岛港本次引航作业运用的半潜船没有坞墙，驾驶台设置在船首区域，如果船舶是空载状态，引航员可以直接通过直升机进行接送，而如果船舶已经装载了挖泥船，引航员上船时就需要通过船尾登船，可爬过主甲板的货物到达驾驶台，有一定的安全风险;或通过船尾的门洞进入机舱通道，但时间较长，为此引航员应预留出充分的时间，确保工作安全。

工作人员登船后，船长应向船员做好交底工作，向船员讲解设备性能、操作特点等事项，以及风力、浪潮等方面的影响，及时针对周边环境采取相应措施，例如该半潜船所采用的是无级变速推进器，与传统的车钟令并不匹配，因此引航员应做好沟通协商，及时调整转速，且半潜船并没有舵叶，需要依靠交流确定旋桨的方向设定。另外半潜船由于需要装运货物，该无动力半成品挖泥船的重量较高，因此船体装卸在不同的甲板区域，均会对半潜船的操作带来影响，例如侧向来风时，货物偏向后装载，半潜船整体就会呈现右转的趋势[2]，而货物偏向前部装载时，半潜船整体又会呈现出左转趋势，为此很容易导致船体引航中偏离航线，在控制上较为困难，应做好充分的前期规划，需要引航员在引航过程中利用半潜船较高的操作性能，及时考虑到操纵过程中的特殊性及各项不利因素，确保船体始终处于安全状态下，并应避免急速转向，相互之间应做好沟通协商，及时了解操作意图，确保半潜船安全到达指定位置。

半潜船在进行装卸作业中，一般会通过船尾靠泊的方式，而半潜船的船尾纵切面近似于平面，因此可与码头靠拢较为紧密，同时还可通过双锚停泊的方式，进一步降低风力与浪潮的影响，确保与码头保持垂直状态，待尾缆上桩后再慢慢收紧，控制入泊的角度与速度，该过程中驾驶员应及时与岸边工作人员保持联系，及时明确船体情况及拖轮及送锚链情况等。

而在秦皇岛港的引航作业中，通过前期环境调查，当日视线为6海里以上，风力1级，满足引航条件，引航员与拖轮抵达后便开始检查引航、导航、通讯装置的工作状况，作业中4号港船船头带缆开船头，而1号港船拖船尾，离泊后4号船解拖伴航，1好穿继续拖挖泥船沿着河道出港，向指定位置航进，行进过程中4号船在大川船尾控制须缆方向，而1号船负责牵引，将大船送至半潜船坞口，此时应注意在向半潜船靠近时，应以最慢的速度航进，避免损坏靠桩[3]，待航进指定位置后，便应同时收紧缆绳，半潜船开始给大船船首带缆绳，而后1号船解缆护航，4号船继续控制船尾，直到挖泥船全部进入半潜船前应密切关注挖泥船与靠桩的紧贴程度，避免挖泥船在浮动过程中脱离靠桩而引起错位情况，随后引航任务结束。

四、拖轮配置方案

引航拖带作业中，拖带一般可分为吊拖、顶推、旁拖等方式，而大型被拖船舶可通过吊拖与旁拖相结合的方式进行拖带，或直接通过多个拖轮进行旁拖，而小型的被拖船舶则可通过单个拖轮进行吊拖或旁拖，例如在该次引航作业中，被拖的无动力半成品挖泥船长为45米，属于一种小型船舶，因此便可通过单组拖轮直接进行吊拖，完成拖带作业。而单拖轮拖航在作业中，一般又包括船首吊拖以及船侧旁拖两种方式，在运用中，船首吊拖方式主要是推进被拖船只，但这种方式在转向及微调方面较为困难，因此就需要结合旁拖的方式，提升拖带工作中的灵活性，适当调整被拖船只的方向，确保整体船队的稳定性，同时在转向操作中也相对便利，可以降低海风与水流的影响，但旁拖的方式难以应对排出流对挖泥船船体的遮挡，影响拖轮作业的效果，且若过于依赖旁拖的方式，也会让缆绳在定位中差距过大，不利于控制挖泥船在甲板上的位置固定，因此就应通过吊拖与旁拖结合的方式，二者相互结合并进行调整，从而顺利完成拖带作业。

五、引航作业参数设计

（一）拖带速度及拖航阻力分析

六、拖轮操纵技术要点

（一）合理调整船舵方向

引航操纵环节，挖泥船需要在拖轮辅助下达成离港目标，负责牵引的拖轮为1号傍拖，正式施工开始后发现船队存在速度过快的问题，整个航行中船头持续受力，整个大船船体偏离现象较为严重，安全风险较高。检查后发现该种情况主要由拖轮、总阻力计算失误引发，船舶受力结构分析不够细致，对转心位置的变更关注不足，最终导致船体偏向严重，很难维持较快航速。因此实践环节，要结合风流压差进行针对性分析，及时调整作用力方向，船舵主要向偏转方使力，以反向用舵提升稳固性，确保挖泥船在狭小水域空间中的安全，促进船体顺利驶离港池航道。操纵过程中船队的所有位移均通过拖船实现，操纵灵活性相对较差，所以遇到弯曲航道时，也要适当减慢船速，若转向角度过大，则要提前降速，靠、离泊等特殊环节适当加大余量留存，配合瞭望及VHF值守，以及08频道交管联系[5]，尽可能多地获取航道实时信息，最大限度保障船舵调整科学性和及时性。

（二）科学设计缆绳固定方式

缆绳设置是整个拖轮引航操作的核心环节，设置科学性直接影响作业效率，缆绳结构主要由几个部分组成，其中首拖缆承担主要牵引职能，要结合要求设置导缆孔，港外作业时要适当放长，合理控制水平俯角参数，通常在15°～20°之间。傍拖船首缆则发挥制动、调向功能，注意提前设置导缆孔。本次作业中1号拖轮尾缆为主拖缆，由于高差较大， 转向环节很容易出现拉长、松弛等情况，削弱拖轮的牵引控制能力，尾缆分别布设于尾舷两侧，拖带效果有所保障。1号拖轮航行至指定位置后，在船尾部分配置4号拖轮，以龙须缆为介质进行锚固，以达到控制方向、防止大船偏离的目的。但缆绳绑扎完毕后，现场检查却发现缆绳长度不足，整个操纵灵活性受限，且船尾部分实时观测数据显示，排出流也已经超过设计值，使得4号拖轮调控作用力下降。基于此，实践中可以适当转变缆绳固定思维，用单根拖缆代替龙须缆，同时设置绞缆装置，或者坠尾装置减小相互作用力，确保引航操作顺利完成。

（三）提前做好船体碰撞防护

无动力船舶拖带环节，碰撞是较为常见的技术难题，离港操作时尤其容易出现，本次引航任务中，由于1号拖轮高程较小，与被拖大船之间高差幅度过大，因此缆绳松紧度很难控制，过程中出现了磕碰损伤，虽然整体影响极为轻微，但仍旧说明了方案设计有较大的改进空间，应当树立起风险意识，提前进行磕碰防护。挖泥船靠近坞口时，整个船只进入顺流状态，风流等因素综合作用，加大了船位控制难度，坞门宽度也进一步限制了作业顺畅性，船只进入时很容易左右漂移，由于坞门过窄很难调整，致使船只多次出现碰撞危险。方案改进环节，对船头两侧进行了额外的加固处理，使用缆绳进行固定，同时减小1号拖轮推力，作用力尽量靠前且远离转心，以达到压缩漂移量和碰撞几率的作用，实践中可以加以借鉴。考虑到船体拖带对各专业、各部分的配合度要求较高，操纵时还应当协调好职责归属，充分听取船长、引航员建议，必要时借助雷达、电子海图等推进碰撞防护，结合流向、流速参数，科学计算风流压角参数[6]，使得船舶航行路线维持在预定线路上，确保引航操纵安全性。

七、结论

综上所述，拖轮协助无动力半成品挖泥船锚地入坞作业具有一定的复杂性、危险性，参数控制不当不仅会导致入坞效率降低，还可能出现各种碰撞、偏荡、绞缠问题，影响作业安全性和稳定性。实践过程中，务必要正视科学操作重要性，结合引航任务内容、现场气象海况等制定可行的引航方案，借助专用公式计算拖航阻力、拖带速度、拖轮力矩等数值，通过科学搭配减少潜在安全风险，同时把握好几个操纵技术要点，离泊环节适时调整船舵方向，傍拖过程中做好缆绳设计和配置，同时做好碰撞防护，尽可能减少船只漂移量，为船舶入坞操作的完成奠定坚实基础。

【参考文献】

[1]蔡元浪，杨亮，杨小龙.“深海一号”半潜式生产储油平台大敞口船体滑移横向装船技术[J].船海工程，2022，51（03）：80-84.

[2]谢永春，李永川，宋广兴.半潜船体舾装施工要点[J].石油和化工设备，2022，25（02）：112-114.

[3]孙强，邬远和，马波.厦门港半潜船“鹰隼”轮装载作业区选定条件分析[J].航海技术，2022（01）：26-29.

[4]秦成，怀利敏，史淑玲.某半潜船的水动力性能仿真分析[J].广东造船，2021，40（06）：20-23.

[5]刘旭，辜康立，姚汉文.5万t半潜船尾靠装载油气模块要点[J].船舶设计通讯，2021（S1）：34-37.

[6]王衍鑫，于文太，梁学先.超大型半潜平台船体船载运输方法探讨[J].石油和化工设备，2021，24（06）：16-20.