饱和潜水系统在海洋工程中的应用(4)
饱和潜水系统一般安装在潜水作业母船上,用于实际的海上饱和潜水作业。潜水员在进行饱和潜水作业时,必须生活在饱和居住舱内,使机体在相当于海底压力的环境下达到完全饱和。在此基础上,当需要进行潜水作业时,可借助于潜水钟把潜水员从居住舱、过渡舱内运送至海底潜水作业地点。潜水作业完成后,仍通过潜水钟将潜水员接回居住舱内休息。潜水工作母船上必须能提供潜水设备所需的各种能源等,以确保潜水设备、生命支持系统和辅助设备的正常运行。下图1所示为饱和潜水系统总体布置图,饱和潜水系统主要由甲板加压舱(DDC)、高压救生舱(HRC)、潜水钟(SDC)、潜水钟处理系统(SDCHandlingsystem)、潜水装具、高压救生舱释放系统、氦气回收净化系统、生命支持系统、饱和潜水控制箱、机械设备集装箱、HRC生命支持系统集装箱、工具集装箱等部件组成。
1.2 与常规潜水的主要区别和优点
图1 总体布置三维效果图
空气常规潜水技术下潜深度为60米内浅,氦氧常规潜水技术有效作业深度一直在120米左右,且作业时间短,后期用于减压上升的时间长,潜水作业效益很低,随着潜水深度的增加和作业时间的延长,这些问题更为突出,极大地阻碍了潜水技术的发展,饱和潜水主要以增加潜水深度和延长水下作业时间为目的而产生的,主要大大提高潜水作业效率,有较高的水下工作时间对减压时间的比值。
1.2.1 在高压下长期生活工作停留后,最好仅需一次饱和减压,减少了减压的次数,既消除了多次减压造成的麻烦,还可减少发生减压病的机会,相对比较安全。
1.2.2 可在一定的深度-时程(或深度)范围内作向下巡回潜水,且无需减压地回到饱和潜水,延伸了饱和潜水作业的深度。
1.2.3 可突破人直接进入大深度水下环境的唯一手段。
1.2.4 是较浅深度、固定作业点和长时间作业的重要方法。
2 典型某饱和潜水的主要参数和特点
2.1 主要结构形式
本饱和潜水系统为集成化可移动式,安装于面积合适的工程船舶甲板面,可和ROV、挖沟机、铺管设备等同步作业,主要用于300米以浅饱和潜水作业,也可用于混合气、空气邦司潜水作业和320米以浅的水下常压观察。整套系统组成如下:潜水钟(SDC)1套;4人双舱式加压舱(DDC)1套;4人双舱式加压舱(DDC)1套;设备室集装箱1套;(5)控制室集装箱1套;吊放装置1套;10人高压逃生舱1套;潜水钟导向压载1套;甲板供气系统1套;配置的主要系统:舱加、减压系统;环境控制系统;气体分析系统;供氧系统;舱呼吸系统;卫生系统;海水加热系统;液压系统;潜水钟加、减压系统;潜水钟呼吸供气系统;潜水钟应急供气系统;电视监控、通讯及声光信号报警系统;供配电系统;配气、储气、系统另行配置[4][5]。
2.2 主要性能指标
甲板居住舱:主舱为4人双舱式居住舱,辅舱定员4人(带潜水钟对接通道);4人双舱式居住舱,定员4人;潜水钟:定员3人;高压逃生舱定员10人;饱和潜水作业最大深度300m;常压观察潜水最大深度320m;加压舱最大压力下持续时间≮30昼夜;潜水钟应急状态下的自持力≮6小时;系统可根据任务规模任意组合,既可单独使用主舱,亦可与辅舱合并使用,系统最大作业人数可达10人。可实现海况≤道格拉斯3级,有效波高≤2.0米,水温-2℃~+32℃,海流≤0.5m/s(1节)左右下作业;满足IMCA及IMO(国际海事组织)的相关要求。
2.3 系统布置
整套系统分为主舱(4人双舱式居住舱)、辅舱(4人双舱式居住舱)、设备室集装箱、控制室集装箱、吊放装置和10人高压逃生舱等结构与甲板供气系统连接成一个整体,全部安装于工程船甲板面(不包括储气系统)。潜水钟通过舷侧吊放入海。两套居住舱垂直船中轴线并行排列;设备室和高压逃生舱紧靠主舱;吊放装置布置在主舱顶部;控制室集装箱布置在辅舱顶部;设备室集装箱顶部兼作潜水钟脐带存放箱。潜水钟底部可主舱之过渡舱顶部对接。逃生舱和辅舱分别于两侧与主舱之过渡舱对接。详细布置图见图2、图3。
2.4 本套饱和系统的主要关键技术
图2 总体布置俯视图
图3 总体布置侧视图
2.4.1 形成了全套饱和潜水系统设备操作使用及维护保养技术:饱和潜水系统是由复杂的电、仪、压力管路及压力容器等组成的一个有机整体。系统能否始终保持正常运转,直接关系到饱和潜水居住舱内或潜水钟内潜水员的生命安全。因此,不但对各种设备的性能有很高的要求,而且对其操作及维护保养技术的要求更高,可以说是牵一发而动全局。
文章来源:《海洋工程》 网址: http://www.hygczz.cn/qikandaodu/2020/1225/484.html