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1、第二章三用拖轮甲板设备布置及功能介绍一、甲板的标准布置下面两图是两种在油田锚泊作业服务的拖轮的标准配置。根据其服务的区域或工作性质的区别,每个锚泊作业的拖轮其甲板设备的布置是不一样的。2-1-1锚泊作业拖轮的甲板布置图为了达到抛起锚作业的目的,拖轮的甲板设备均作了精心的布置。在主甲板中部偏后的位置,覆有与周围防护木板等高的超大面积的钢板,保证了锚和浮筒在绞至甲板时,不会对甲板造成损坏。2-1-2大型三用拖轮甲板布置图导缆桩、导缆钳:两者的主要区别在于导缆桩其上端不能闭合,导缆钳其上端能闭合,当其升起时可以保证锚链或钢缆在其所限定的区域和方向运动,特别是当拖轮处在运动状态中,非常有用。鲨鱼钳:位

2、于导缆桩前部,能将锚链或钢缆卡住,为船员作业提供方便和安全保障。尾滚筒:尾滚筒的是一个凹槽式设计,其两端的直径稍大于中间部分,能保证在锚链或浮筒受力较大时,将浮筒或锚顺利绞至甲板。 二、导缆钳、鲨鱼钳及其它类似设备图2-2-1 KARM Fork型鲨鱼钳在具有动力控制的导缆钳、鲨鱼钳出现之前,为了固定住并能迅速释放具有张力的短索(pennant wire)、锚链等设施,往往要利用一些传统的工具,如:carpenter stoppers for wire、devils claws for chain、modified senhouse slip、pelican hooks。现在船上使用较多的是鲨

3、鱼钳主要是KARM Fork、Ulstern Shark Jaw和Triplex System,图2-2-2 Tripelx型鲨鱼钳这些设备的使用效率和方便程度大大优于传统工具。图2-2-3KARM Fork型鲨不同尺寸的鲨鱼钳衬套导缆钳(towing pin)与鲨鱼钳(shark jaw):鲨鱼钳位于导缆钳的前方,导缆钳控制拖缆的左右移动,当需要鲨鱼钳卡住拖缆或锚链时,其位置不一定恰好合适,这时就需要使用左右舷的小绞车、船尾绞盘或摆动船尾调节拖缆的位置,使拖缆恰好位于鲨鱼钳上方,升起鲨鱼钳以便卡住拖缆或锚链。鲨鱼钳控制拖缆的前后移动,导缆钳上的横档和鲨鱼钳上的安全销控制拖缆的上下移动,这样拖

4、缆就被安全的固定在甲板上,以便甲板人员安全进行作业。导缆钳与鲨鱼钳一般均由液压控制,此液压系统可在驾驶台的后驾位置或在船尾装货围墙的外侧进行控制。Tripelx型导缆钳和鲨鱼钳具有以下特点:导缆钳的顶盖不随着液压柱的升降而改变方向,固定的八字形状,非常容易压住锚钢丝,每次都必须改变船尾的方向以控制锚缆的方向在导缆钳的正中间。鲨鱼钳的内侧壁非常锋利像把刀子一样,容易损坏锚缆,唯一的好处是不管锚缆什么位置只要导缆钳扣住锚缆了,就能用鲨鱼钳卡住锚缆,因为这种鲨鱼钳是从它的两侧最外端逐渐升起并向船首尾中心线合拢,直至最后闭合。一般情况下导缆钳和鲨鱼钳安全负荷较高,能满足各种情况下的作业需求。如某船系柱

5、拖力为187吨,导缆钳的安全负荷为240吨,鲨鱼钳的安全负荷为750吨。大多数鲨鱼钳在其控制系统附近配有紧急释放开关,KARM Fork和Ulstern Shark Jaw两种类型鲨鱼钳还配有安全销,防止拖缆或锚链跳出,特别是当拖缆或锚链受到垂向力的时候。图2-2-4用于卡住短索及锚链的KARM鲨鱼钳,其标准型号SWL500吨,可用于英寸锚链或102mm钢缆,最大型号SWL800吨,或用于5.5英寸锚链或120mm钢缆。导缆钳的垂直部分外侧有一个可旋转的外套,当拖缆或锚从其经过时可以将摩擦力降到最小。有的导缆钳顶端配有可随其垂直部分旋转的平板,当其升至最高时,两块平板恰好能靠在一起;Tripe

6、lx型鲨鱼钳当其全部升起时,其顶端可碰在一起。这两种设计均是为了防止拖缆或锚链跳出导缆钳。KARM Fork和Ulstern Shark Jaw两种类型鲨鱼钳,当升起卡住拖缆或锚链时,在其最高高度到最低高度之间,船员均可安全的进行连接或解开卸扣、连接环、滑钩、拖钩等。Triplex型鲨鱼钳在其两块闭锁板的前方有一可伸缩的圆柱,当其升起时可将拖缆或锚链顶起与两块闭锁板一起将拖缆或锚链卡住,方便作业。使用时应注意:、两者均为液压设备,当液压压力消失时,都将失去功效。、鲨鱼钳配有不同尺寸的U型衬套,根据拖缆的尺寸不同要更换相应的U型衬套,以便能卡住拖缆的琵琶头或锚链的链环(注:一般U型衬套根据其尺寸

7、的不同涂有不同颜色的油漆,以示区别)。、导缆钳与鲨鱼钳可否手动操作或利用储压器操作。、使用时要注意导缆钳和鲨鱼钳是否在其受力达到满负荷时具有自动释放功能。、液压配电板和电力马达舱在进水或被淹后是否具有报警功能,如果被淹整个系统就会失去功能。、要注意导缆钳与鲨鱼钳与主甲板之间的密封是否良好,防止甲板上海水进入其下面的设备舱。、当使用导缆钳或鲨鱼钳时,在其现场有声响报警、导缆钳和鲨鱼钳的液压动力源一般藏于船尾某处,要确认能否跨越电磁线圈或油阀的保护,手动进行操纵。图2-2-5无论如何应仔细阅读使用说明书,对整个系统要了如指掌,并对其进行测试。安全销、可更换的衬套、护板、固定螺丝等要处于良好状态并随

8、时可用,要熟知更换上述部件的工具及更换程序。图2-2-6KARM型鲨鱼钳的U型衬套图2-2-7图2-2-8图2-2-9 三、尾滚筒及尾门部分早期的锚泊作业拖轮在船尾有一个尾门或横杆,通过合页与装货舷墙的一角相连,当拖航时就将其打开,让拖缆从其上方经过。尾门的最大作用就是让拖缆在其上方自由通过,而不会被舷墙挡住,特别是当拖轮大角度转向时,从位于船中的固定导缆桩(fixed gog)出来的拖缆可以顺利的从拖轮一舷的舷墙无障碍的移到另一舷的舷墙。现代拖轮船尾两舷的设计已趋于平缓过度,逐渐淘汰了尾门。图2-3-3现代三用拖轮船尾的设计可使拖缆从尾滚筒顺利过渡到舷墙上图2-3-2拖缆可以在尾门与周围舷墙

9、上面无障碍通过图2-3-1关闭状态的尾门,其上部与周围舷墙同高且过渡顺畅 尾滚筒(stern roller):是一圆柱体,其中心轴两端悬挂在两个加固的轴承上,当锚、锚链、浮筒、拖缆等从其上收放时能减小摩擦力。这在油田作业的具有拖航功能的现代拖轮上非常普遍。其形状从直筒形圆柱到砂漏形圆柱各不相同。图2-3-4其安全工作负荷很大,系柱拖力187吨的三用拖轮其安全工作负荷可达500吨。平时使用时要注意:、定时检查轴承,确定是否需要加油润滑。在现代三用拖轮上,一般为自动加油润滑,其操作方法与主副拖缆机相同。、平时要保证其表面光滑,以免损伤拖缆,如磨损较大或被锚划伤要及时补焊并打磨光滑。、检查尾滚筒两端

10、与船体之间的间隙,如有间隙应及时修复,防止拖缆陷入缝隙,造成不必要的麻烦。缆柱销和导向销(Norman pins and guide pins):缆柱销和导向销位于船尾两侧,具有足够的强度,分为便携式、铰链式、液压式等。主要是为了保证主拖缆、工作拖缆、锚链等在船尾限定的区域进出。大多船长在锚泊作业中不会使用它们,主要是担心抛起锚短索和工作拖缆上的巨大张力会导致其损坏,或使短索和工作拖缆跳过缆柱销。拖航中如需要大角度转向也不需要缆柱销,为保证拖缆在限定的区域,可使用船尾导缆桩(aft gog)或导缆钳对拖缆进行限定。 四、主副拖缆机、主副滚筒、备用滚筒、排缆器、小绞车等(一)主拖缆机(towin

11、g winches)、副拖缆机也称抛起锚缆机(anchor handing winches)、拖航滚筒(towing drum)也称主滚筒,用于缠绕主拖缆。主拖缆相比较工作拖缆其长度较长,大约在12001500米左右(通常最大容量为2000米),主要在拖航时使用(如无特殊情况不能用作工作拖缆,抛起锚短索上的卸扣很容易损坏主拖缆),每次在收放时均要检查其磨损情况,并记录在案。在使用完毕收主拖缆时要用淡水冲洗,在长距离拖航完毕后要加图2-4-1主、副拖缆机、备用滚筒的操纵面板钢丝油保养,加油时将主拖缆用工作绞车绞出,绕过船尾导缆钳,接至工作拖缆,在收工作拖缆放主拖缆的过程中给主拖缆加油。主拖缆机一

12、般能自动加油润滑,此时要注意自动加油桶内是否有润滑油,如减少到一半以上要及时补充,一般在自动加滑油的情况下,驾驶台都有自动报警装置,当拖缆机内滑油减少时会报警,此时要迅速补充滑油,并手动起动加油泵,让其为拖缆机加油,并将滑油管路中的空气排出。如不能自动加油则要定时手动加滑油(加油间隔参考保养计划),在拖航作业前后要加滑油,如长距离拖航,在拖航过程中也要加滑油。为防止主拖缆在拖航过程中磨损,在易产生磨损的地方要为主拖缆加上护缆器,如较短距离拖航也可不用护缆器,在易磨损的地方涂抹滑油,每隔一段时间(12小时)将主拖缆收进或放出几米,防止固定磨损一个部位。抛起锚滚筒(anchor handing d

13、rum)也称副滚筒、工作滚筒,三用拖轮上一般配有1-2个抛起锚滚筒,用于缠绕工作拖缆及抛起锚短索。工作拖缆一般较短,这要根据拖轮作业区域的水深而定,水深越深工作拖缆的长度越短,反之越长。最短时要在工作滚筒上保留至少一层的长度,以便在抛起锚拖缆全部放出后滚筒上还能留有足够的摩擦力,防止工作拖缆连根抽出。在水深超过一定深度后,抛起锚短索太长,一个工作滚筒不能将所有抛起锚短索缠绕完毕,一般在抛起锚时所需短索总长为水深的倍。如水深为1500米则所需短索为4500米,加上滚筒留有的一层,滚筒可能放不下,这就需要将一部分短索放到另一个工作滚筒上。有的船只配备一个工作滚筒,这时就要将一部分短索缠至备用滚筒上

14、,在使用时要将其接到工作滚筒上的抛起锚短索上,利用工作滚筒进行抛起锚作业。如果水深不是太深则要在滚筒上尽可能的留有足够长度的工作拖缆。因为有时平台在起完锚移位时不接主拖缆,直接用工作拖缆拖其锚短索进行拖航,特别在移位距离不是太远时,这时如果抛起锚短索和工作拖缆的长度较短,不能放出足够长度,将会很被动。不论是主拖滚筒还是工作滚筒在缠绕拖缆时,要保证在使用方便时,尽可能的减少拖缆之间的卸扣连接,即:能用一根较长的抛起锚短索,不用两根用卸扣连接的。卸扣有横销的一端要朝向船尾,防止拖缆在受力较大时卸扣的横销切伤拖缆。排列拖缆时要使用排缆器将拖缆排列整齐,防止在拖缆受力时外层的拖缆陷入内层拖缆。抛起锚滚

15、筒的保养与维护可参照拖航滚筒,工作拖缆在长时间不用时也要对其进行加油保养,进行抛起锚作业时要尽量使用平台的抛起锚短索,让其受力绞进绞出等,以保护本船的工作拖缆。无论是主拖缆机还是副拖缆机还有以下特点:、它的安装都尽可能靠近船舯,其出缆的角度要尽可能的低。备有两套紧急释放装置,一套在驾驶台,一套在滚筒附近。以便在紧急情况下(如:全船失电、不可预料的纵横倾等)将拖缆快速释放掉。在往滚筒上缠绕拖缆,对其端部进行固定时,不能将其完全固定死,否则就影响了紧急释放。、均由一套操作系统控制。、所有滚筒的尺寸均基本相同。、配有不同的档位,既可以保证拖缆的高速收放又可保证拖缆能承受较大的张力。、均能在拖缆受力时

16、用动力送出,特别是在拖缆受力较大时可以保证低速放出拖缆。、在较先进的三用拖轮上,其滚筒的制动能力均可调。这在利用锚链回收系统(chain chaser system)进行抛起锚作业时非常有用,当拖轮离开平台驶向锚点时可以设置较小的制动值,当到达锚点时拖缆受力过大超出设定的制动值,拖缆缓慢放出,此时就可以设定较高的制动值,避免了损坏拖缆。、备有两套控制系统,远程控制(位于驾驶台是主用控制)和现场控制(位于拖缆机附近是备用控制),控制面板可显示拖缆的张力和长度等信息。、北欧式三用拖轮大多使用液压驱动拖缆机,而在北美大多使用电力驱动拖缆机。图2-4-2Bodewes型柴油驱动双滚筒:抛起锚滚筒和拖航

17、滚筒,其中一个滚筒为气动控制卷缆。拉力200吨图2-4-2 Bodewes型柴油机驱动拖缆机,可现场直接操纵,气动摩擦式离合器及卷缆设施。型号:S980拉力:200吨、工作滚筒一般配有两种不同尺寸的绞链轮(一般为76mm和84mm),常用的安放在滚筒上,备用的固定在滚筒附近。图2-4-3Bodewes抛起锚与拖航缆车,拉力350吨图2-4-7图2-4-6图2-4-5图2-4-4 UlsteinBrattvaag型拖缆机,其尺寸与拉力与现代三用拖轮所配备的基本相同 (二)拖货绞车(tugger winch)俗称小绞车或拖车,一般左右两舷前部各配有一个。主要用于拖曳甲板货物,对甲板货物进行固定,协

18、助抛起锚作业等。如:控制主拖缆、工作拖缆的横向移动,协助接、解拖缆,将主拖缆、工作拖缆绞至指定位置,协助锚、J钩、多抓钩等与工作拖缆连接与解开,绞进平台送出的吊装滑索,将浮筒绞至甲板(浮筒较小时),图2-4-8拖货绞车在甲板上将浮筒、锚拖至适当位置,排列平台锚链等。在三用拖轮所有作业中,均能见到使用拖货绞车,可以说如何使用,使用的好与坏直接关系到甲板作业的顺利与否,这些功能将在以后慢慢介绍。因为拖货绞车使用较频繁,其钢丝绳损坏也较快,要经常查看是否有损坏,是否达到换新的标准,如达到要及时更换。更换时要注意新换的钢丝要与其工作负荷相匹配。工作绞车的末端要接有与其负荷相匹配的23米的无档短链,短链

19、是用来保护钢丝绳的,防止因末端受损而影响使用,短链末短要接有安全钩。平时的维护保养可参照主拖缆机的。实际工作中最好将主、副拖缆末端、小绞车拖缆末端涂成黄色,鲨鱼钳、导缆钳周围区域涂成黑、黄相间的颜色,既便于提醒本船人员又可让平台吊车司机易于识别。(三)备用滚筒(pennantstorage reel)用来存储备用拖缆。一般船上有23个备用滚筒,其中一个用来存放备用主拖缆,一个用来存放各种短索,一个用来存放抛起锚短索(工作滚筒或其他位置放不下时)。备用滚筒配有动力能主动旋转,一般在驾驶台控制,有的需要在现场控制。平时的维护保养可参照主拖缆机的。 (四)排缆器(line guide post)能分

20、别使主、副拖缆在滚筒上排列有序。用时将两边的排缆柱向中间移动,在其空档合适后进行排缆,如不用则要将其分至两边,以便使拖缆之间的连接卸扣有效通过。图2-4-10可移动式导缆桩正在使用图2-4-9可移动式导缆桩存放于主甲板(五)导缆桩(towing Gog)用于控制拖缆的横向移动,保证人员和设备的安全。分为固定式和可移动式,固定式由螺丝固定在主甲板上,拆卸很不方便。可移动式由一段短锚链,一头连一卸扣,可固定在甲板凹槽的地令上,另一端连一较大滑轮,可让拖缆的琵琶头通过,拆卸很方便。一般位于船中转心附近,导缆桩位于转心附近船舶转向较容易,特别是在狭窄水域中,需要大角度转向时,非常有用。但此功能一定要慎

21、用,这将在第十五章中详述。图2-4-11 (六)滑钩(pelican hook)的后面连一固定长度的短索,短索固定在舷边的地令上,抛起锚作业时用于固定锚、锚链、钢缆、浮筒等,其优点是能在其受力情况下迅速脱开,类似于抛锚钩。 (七)甲板的其它布置在甲板中部靠后的中间位置铺有钢板,用于锚及浮筒在被绞至甲板时减小摩擦力和保护主甲板不受损伤。此钢板的高度一般与周围的木制衬板一样高,这样不仅能保护主甲板,也因其离开主甲板有一定高度,在抛起锚过程中可以在上面进行电气焊作业。甲板上的木制衬板(wood ceiling)用于保护甲板和增加货物与甲板的摩擦力。导向轮(roller lead)用于改变拖货钢丝的运

22、动方向。在抛起锚作业、货物移动、绑扎固定经常用到。一般以一定间距分布在装货舷墙的下方,平时要定期加油活络,使用时要注意其安全负荷,人员不能站立在受力方向的内侧。绞盘(capstan)靠泊时用来收放缆绳。在抛起锚作业时要提前缠绕上拖货钢丝,当拖货绞车用,一般位于船尾两舷。因其靠近船尾抛起锚作业用起来非常方便,但要注意它的拖力较拖货绞车要小。其钢丝、链、安全钩的连接方法与拖货绞车相同。新式三用拖轮船尾配有一体式绞盘,分上下两层,上半部分滚筒用于缠绕纤维缆靠离泊用下半部分滚筒缠绕钢丝缆用于甲板作业用。 五、推进系统主推、侧推、舵、螺旋桨及导流罩当拖轮停止或以较低的速度运动时,为了使旋转的螺旋桨产生最

23、大的推进效率和横向移动的矢量力,通常在其外面套一导流罩。导流罩还能保护螺旋桨免受水下锚缆或锚链的损坏。(一)舵图2-5-1 三用拖轮左舷的螺旋桨、导流罩、舵。由图可见在主舵的后半部分加有另一块舵板,称为纵倾调整片(trim tab)。此调整片由其上面的齿轮与舵杆相连,当转舵时,舵杆带动齿轮使调整片产生转动,调整片转动的角度大于舵的角度。一般船舶的舵角最大可转到35度,而现代三用拖轮的舵角可转到45度。现代三用拖轮上在柯特式固定导流罩的后面安装有半平衡铲形舵,该舵一般面积较大,在其边上还可能并列镶嵌另一块舵板,称为襟翼舵。为了进一步增加拖轮低速时的操纵性能,在主舵的后面经常增加一块纵倾调整片,最

24、著名的就是Becker flap,当舵角达到满舵时, 此调整片能使螺旋桨的排出流接近横向排出,使船尾的横向推力达到最大化,这对拖轮锚泊作业非常有用。(二)三用拖轮对主推进系统的要求:、从进车至倒车转换迅速。、对不同的功率需求反应迅速。图2-5-2可调控的变距桨,能将来自主轴从最小到最大的动力,平缓、迅速的转换成螺旋桨的推力。、低速时能输出大功率,也就是在拖轮几乎不动时螺旋桨能输出从零到满负荷的最大推力。、良好的节油性能。、较好的单船航行速度。、良好的可靠性和较低的维护成本。因此在现代的三用拖轮上大多采用中速柴油机来带动变距浆,变距浆的优点是:、能使拖轮具有良好的加减速性能和换向性能,可以使尾轴

25、的输出功率保持在最小,也可以使输出功率平稳、迅速的加到最大,使拖轮具有良好的操纵性能。 、当其螺距角在零度时启动主机,对主机的冲击很小。、当螺旋桨与主机调速器联合控制时,可以达到良好的经济性能。、主机在输出功率发生任何变化时而主轴的转速不变,因此可以轴带发电机。、一般配备两个变距浆,由两部主机带动。缺点是:、结构复杂、维护困难,成本高。、对操作人员的技能要求高。还有一种Z型浆(也称为舵浆)也常用在三用拖轮上,其浆叶也是变螺距的,但整个螺旋浆可以绕其悬挂轴360水平旋转,使浆和舵合二为一,其操纵性更为灵活。但其结构更复杂,特别是主轴从主机处到达船尾,需要经过多个齿轮箱将主轴抬升,才能到达螺旋浆的

26、悬挂点,因此维护成本更高,不能用于很大功率的拖轮上,这种船型的另一个缺点就是当进行锚泊作业时,锚缆或锚链位于船尾下方时极易对推进单元造成严重伤害。现在有的三用拖轮上主机不是用来带动主轴,而是用来发电的,将主机发出的电送到配电板,再由配电板分配电量带动电动机驱动尾轴。这种船型尾轴较短,可以省出很多空间,还可以安装多部主机(一般为4部),可以根据需要启动其中的几部,以达到节油的目的。(三)侧推(side thruster)、首尾侧推图2-5-5 首侧推,它的安装部位要尽可能的靠前。图2-5-4 船尾侧推,其位置安装在分水舯上,刚好在螺旋桨的导流罩的前方,已经不能再靠后了。这样的安排可以使尾侧推产生

27、更大的转船力矩。图2-5-3 Ulstein-Liaaen横向导管侧推,它的外侧导管在其整个长度范围内,设计成双层,可以减小在使用时的噪音。 抛起锚作业的拖轮相对于传统的近岸作业的拖轮而言,在设计上采用了更大的功率,保证了拖轮在操纵中保持船位不动,或在首向不变的情况下进行平移或沿对角线移动,有时要在原位置调整船首向,有时要沿某一既定航线低速(甚至高负荷)行驶,这就需要有较强的操纵能力对抗风流、外力对其产生的影响。为了达到此目的,侧推应运而生。侧推的种类很多,目前使用最多的是导管式侧推或槽式侧推器(tunnel thruster),在船首和船尾(较大船舶配备)有一横向管道,侧推就安放在管道内,由

28、在管道的上方的电动机或原动机带动。现在大多侧推的浆叶为可变螺距,在一些老旧船上可能还有定螺距浆存在,这就需要原动机停车换向重新启动才能改变侧推的推力方向,操纵起来很不方便,现已逐渐被淘汰。另外一种使用较多的侧推是可转向的侧推(azimuthing thruster)俗称方位侧推、方位桨、伸缩桨。它一般安放在船首下方,使用时将方位桨向下放出船体,其桨叶和导流罩可以沿其悬挂轴360自由旋转,不用时需将方位浆收进其上方的储存舱内。方位侧推因其方位和动力均可被准确控制,在船舶转向、平移、对角移动、抵消主推进器的输出等方面,更能精准的控制船位,大大优于普通管式侧推。特别是当大风浪天、风流不合,船首顶风或

29、顶流的情况下,更易稳住船位。图2-5-6 方位桨照片总体来说,不能以推进和操纵设备的不同来确定哪一种船型孰优、孰劣,这与船壳的型状、上层建筑的设计、推进设备、推进功率等船舶特性有关,也与该拖轮所要求的服务能力有关。船舶操纵是一门实践与学习相结合的技能,一名具有熟练操纵技能的船长能将设备的性能发挥到最好。因其特性在使用时要注意工作水域水深是否足够,观察周围有无鱼网或其它漂浮物,防止缠上鱼网或在浅水中受损。特别是在抛起锚作业或拖航作业中要防止方位桨缠绕锚缆或拖缆,否则会造成很大的损失。比较有名的生产商有:Aquamaster Rauma Ltd和Ulstein。图2-5-7 Ulsterin Li

30、aaen方位桨:可360度旋转,CPP桨叶。图2-5-8 Aquamaster方位桨,安装在船壳下方,当其伸出船壳外后,可为船舶提供额外的操纵能力。拖轮与货船相比,其满载和空载的吃水相差较小,如一条满载吃水为6.9米的三用拖轮,其最小的平吃水为4.9米左右,主要受其船型和调载能力所限决定的。如果将方位浆全部下放到位,大概要探出船底2.7米左右,总吃水可达近8米,相当于一条十几万吨船的空船吃水,这就产生一个问题:船舶进坞怎么办?虽然一条现代的三用拖轮造价可达4-5个亿,比一条十几万吨的散矿船造价还高,但因其船型较小大多在100米以内,船东不可能为一条如此小的船找一个如此大的船坞,而目前在国内还没

31、有专门为现代三用拖轮建造的船坞。要解决此问题需:在船坞附近水深足够的情况下增加坞墩的高度,因坞墩较高,对坞墩的要求自然就很高,防止坞墩在船体的重压下产生变形,影响船体整体结构;或在船坞的下方挖一个坑,此坑需要足够深以使放下方位浆。要足够大,允许方位浆在其中能自由旋转以便检测。在某一方向(最好是船舶横向位置)要足够长,以便进行方位浆的拆卸。如果是浮船坞,就要看浮船坞双层底的高度如何,其高度加上坞墩的高度是否足够高。因此,如果一条现代三用拖轮在使用方位浆时被缠住无法解开,这不仅仅是修理费用的问题了。也因为此原因,许多船东更乐于使用管式侧推而不愿使用方位浆,可以看到许多船船首安装有两个管式侧推,而不

32、是一个管式侧推一个方位浆。但作为船舶的使用者:船长来说更喜欢使用方位浆,因为它比管式侧推更能精确的控制船位,特别是抵消主推进器所不需要的力时更快捷、更灵敏。不过这需要船长熟悉方位浆的操纵特性,如:侧移、转向、对角线移动等,特别是在船首顶风、顶浪作业时,方位浆具有不可替代的优势。图2-6-1 三用拖轮的驾驶台视野非常宽阔,拥有360度的视角。上面的叙述并不是在确定哪种类型的推进器更具优势。至于要选择哪种类型的推进器要根据船壳、上层建筑的外形,主机的种类和功率等。六、驾驶台的布置图2-2 三用拖轮后驾的布置,从图上可以看到:捌棍、差分GPS、电子海图、监视与控制电脑(可显示并控制机舱设备、可供油、

33、水、散货等)、左右舵、火灾报报警控制中心、DP首尾侧推、方位侧推等。三用拖轮驾驶台的操纵分为前操纵台与后操纵台,俗称前驾和后驾,航行时在前驾操作,作业时一般在后驾操作,这主要是因为几乎所有的作业都是在尾甲板完成的,操作者位于后驾可以清楚的看到所有作业的情况,既方便操作又安全。因此所有与三用拖轮作业有关的设备全部安放在后驾,有些前驾要用到的设备,比如雷达、电子海图等在后驾均有分显,有些设备装有双套控制系统,如:车钟、舵、侧推手柄等。 在后驾所有的控制如:主机、舵、侧推、通讯等组合在一起适合于一个人操作,有些设计还将主、副缆车、小绞车、鲨鱼钳、导缆钳等也并为一个人操作。但随着船舶的增大,设备的增加

34、,将上述设备一分为二,由两个人同时控制,一个人负责操纵船舶,一个人操作拖缆机及甲板机械。虽然现在可以用“JOYSTIC”操纵船舶,允许一个人在操纵船舶时同时可以操作甲板机械,但所有控制面板的设计位置还是要由两个人来操作。图2-4为减轻船长劳动强度,在椅子的扶手上安装了操船设备。图2-3 拐棍(joy stick) 三用拖轮在作业时,常常需要操船人员在精力高度集中的情况下,工作很长时间。为了减轻操船人员的劳动强度,在后驾设置了专门为操船人员使用的椅子,现在先进的三用拖轮上还将操船的控制手柄安装在椅子两边的扶手上,更加便于操作。 七、锚、锚链、钢缆、连接器及其它索具用途直径mm麻芯(张力级别177

35、0)钢芯(张力级别1770)重量kg/100米最小破断负荷(吨)重量kg/100米最小破断负荷(吨)823.13.8125.54.11929.24.8232.25.201036.15.9539.86.421143.77.2148.27.771252.08.5757.39.25细吊货索绑扎用钢丝1361.010.167.310.81470.811.678.012.61692.415.310216.41811719.312920.81913021.514423.1拖货绞车用钢丝抓取浮筒套索吊索2014423.915925.72217528.819331.12420834.322937.026244

36、40.326943.42828346.731250.43237061.040865.73544273.048878.7滑索、吊索回收浮筒短索3646877.251683.33852185.957592.84057895.36371034477112448917148521076174541161187561248201工作拖缆抛起锚短索601433231641660262671830288681880297701990314722100333抛起锚短索吊索7321703417623403708327904428932105089637405911004340653(一)工作拖缆使用表 (二)连

37、接器(connector)卸扣(shackle):卸扣在作业中是经常遇到的连接器,由一个半环和一个横销组成,分为“D”型卸扣和弓型卸扣,根据需要可使用不同型号的卸扣。此种卸扣既适用于临时系泊也适用于永久系泊。 卸扣的材料:成分均由高强度调质钢构成,安全系数取,即:安全负荷等于破断负荷除以。图2-7-1 “D”型卸扣图2-7-2螺旋销式锚链卸扣(chain shackle with screw pin)图2-7-3螺栓式锚链安全卸扣(safety chain shackle bolt type) 弓型卸扣: 图2-7-6 图2-7-7 Baldt合页式连接器,SWL100吨,它是经特殊设计,能简

38、单、迅速、方便将钢缆的索头环或鸡心环连接在一起,能用于2”或”抛起锚短索的连接,当其在抛起锚滚筒上缠绕时,连接器的两半可以沿滚筒的表面弯曲。 图2-7-4 螺旋式锚卸扣(anchor shackle with screw pin)图2-7-5 螺栓式安全锚卸扣(safety anchor shackle bolt type) 如果使用普通的连接器,其尺寸将远大于合页式连接器,或者不得不使用两个卸扣,背靠背进行连接,或在两个卸扣中间加一连接环进行连接。当使用卸扣进行短索的连接时,在往滚筒缠绕时,卸扣的螺栓和螺母有可能损坏钢缆,而合页式连接器因其两边光滑,则不会对钢缆造成损坏。Baldt合页式连接

39、器的各个部件均可互相对换,C型环上开有与合页轴同直径的孔。合页轴有两个特色设计以便插入,在其一端为扁平头防止合页轴旋转,中间扁平可使合页轴旋转以便取出定位销。图2-7-9 梨形环(Connecting link pear shaped):梨形环两端连接的是不同直径的锚链。其它均与双半式连接卸扣相同。图2-7-8双半式连接卸扣(Connecting link kenter type):在直径相同的锚链连接中,常用此种卸扣。此卸扣的两半尺寸相同。因其抗疲劳的能力不如普通锚链环,因此不能用于永久性系泊。图2-7-11 转环(swivel):用于临时性系泊,解除缆绳的扭转力矩,通常在系着点方向连有几个

40、转环,在锚链和钢缆之间也可用其连接。因为转环在受力后内部会产生摩擦力,不同类型的转环在受力后其旋转能力也不同,这取决于其内部轴承的结构。图2-7-10 C型环(Connecting link c type):C型环与双半式连接卸扣相同,只是两者组装方式不一样。(三)系泊锚缆介绍锚链(chain):是最普通的系泊锚缆,按不同的直径和等级区分。锚链分为有档锚链和无档锚链。有档锚链的使用寿命较长,半潜平台即使用此种锚链。无档锚链用于永久系泊系统中(FPSO、浮筒、FSO)。锚链的末端连有一普通链环或末端链环。钢丝缆(wire rope):同样破断力的锚链与钢丝缆相比,钢丝缆较轻且弹性更好,但较易磨损

41、。钢丝的末端为连接眼环或索头环。合成纤维缆(synthetic fibre rope):合成纤维作为系泊锚缆是最近才开始使用的,使用最多的材料是聚酯纤维和高强度聚乙烯。它的优点是重量轻、高弹性。缆绳的末端是一特殊的卷轴和卸扣用于连接其它缆绳。图2-7-13钢丝缆(wire rope)图2-7-12 锚链(chain) (四)系着点(anchoring point)的介绍图2-7-14自重锚图2-7-15 自埋式锚自重锚(deadweight anchor):自重锚是最古老的锚,它的抓力是靠锚的重量和锚与海底的摩擦力产生的。目前用的材料大多为钢制和混凝土制。自埋式锚(drag embedment

42、 anchor):目前使用最多的锚是自埋式锚。它的设计是使锚部分或全部埋入海底,通过锚前面的泥土产生的反作用力为锚提供抓力,因此如果需要水平方向的阻力,此种锚最适合。虽然现在市场上已出现能承受垂直负荷的自埋式锚,但大多自埋式锚不能承受垂直负荷。(五)锚的种类图2-7-16桩锚图2-7-17吸力锚桩锚(pile anchor):桩锚是用锤打或振动的方式将中空的钢管埋入海底,通过钢管与土壤之间摩擦力和阻力来提供抓力,钢管埋的越深提供的抓力越大。它可承受垂直和水平的负荷。吸力锚(suction anchor):如同桩锚,吸力锚也是中空的钢管,只是它的顶部是封死的,直径也比桩锚大好多。通过连在吸力锚顶

43、端的泵将其内部的水排出,产生压力差,将锚吸入海底,在锚与海底之间产生摩擦力和阻力,从而能承受来自锚缆的垂直与水平负荷。图2-7-18直立锚 图2-7-19直立锚(vertical load anchorVLA):直立锚是新型产品,其形状象普通的自埋式锚,但它抓底更深。VLA是根据石油工业发展的需要而设计出来的,如图:是一只VLA的示意图,它将钢性锚杆换成了连有钢缆的钢板,通过改变锚缆在锚上的着力点,此锚既可当作普通自埋式锚使用,也可承受来自垂直方向的力。因其锚抓能最大可能的深入海底,土壤对其的阻力保持在最大,能承受来自各方向的拉力,因此可以作绷腿系泊系统用锚。图2-7-20鱼雷锚鱼雷锚(Tor

44、pedo Anchor ):此锚是Rolls-Royce公司为STX OSV Trading 公司在巴西沿海运营的三条三用拖轮研制的,此技术包括一款独特的绳索拉紧系统。绳索用于连接水下数千米的锚,而这系统确保绳索能安全收回及储藏。此外,这套技术也包括罗尔斯-罗伊斯的专用绞车,它是针对鱼雷锚操作和安装而设计的。每台鱼雷锚重达130吨,可穿透海床,用作固定石油平台位置,使高负荷的系泊缆绳也能保持稳定。每台绞车可以起抛位于3000米水深的锚。图2-7-22 在此位置打开刹车,将锚抛下。图2-7-21利用A型架将锚放出尾甲板(六)实际使用中锚的型号图2-7-24 Vryhof大抓力锚图2-7-23 V

45、ryhof大抓力锚图2-7-26 Vryhof大抓力锚图2-7-25 Vryhof大抓力锚图2-7-27Vryhof大抓力锚图2-7-28 Vryhof大抓力锚图2-7-30其它类型的锚图2-7-29其它类型的锚图2-7-32其它类型的锚图2-7-31其它类型的锚图2-7-34其它类型的锚图2-7-33其它类型的锚图2-7-35其它类型的锚图2-7-36其它类型的锚 (七)抛起锚圆环(anchor chaser)抛起锚圆环的应用半潜式平台一般利用八个锚对其船位进行固定或调整,抛锚时从平台接收抛起锚圆环短索,将圆环套在锚杆处,将锚绞至船尾,拖轮拽着圆环将锚放至锚点,再将圆环退回平台。图2-7-3

46、9可拆卸的抛起锚圆环当抛起锚圆环沿锚链运动时,承受很大的拉力和摩擦力,将造成抛起锚圆环的磨损。这图2-7-37 套在锚链上的就为抛起圆环图2-7-38固定的抛起锚圆环点很重要,在设计时抛起锚圆环的硬度就比锚链小,这样在两者摩擦时磨损的是抛起锚圆环而不是锚链。抛起锚圆环受力过大是由于锚链太松或起锚短索太短引起的,这两种情况均会使锚短索在退抛起锚圆环时会将锚链向上拉起一个半环,增大锚短索的受力,轻则造成锚短索受力过大,重则造成抛/捞锚环损伤或将锚拖动。正常情况下,将平台锚链收紧,短索长度调节为水深的1.5倍,退抛起锚圆环时,短索的张力非常小。如果在退抛起锚圆环过程中发现张力过大要及时查找原因,解决

47、后才能继续退环。抛起锚圆环的种类 固定的抛起锚圆环(permanent chain chaser):固定的抛起锚短索作为浮筒与抛起锚短索的替代,在作业中逐渐使用。开始只是用一个卸扣作为替代,随着作业技术的改进,开始用一段短链绕成一个套索,套在锚链上进行抛起锚作业,随后就用一个梨形的圆环套在锚链上,代替卸扣和套索。 这种梨形环与锚链的摩擦力较小,具有良好的滑动性能。2-7-41 J钩图2-7-40固定的钢丝抛起锚圆环可拆卸的抛起锚圆环(detachable chain chaser):在更换抛起锚圆环时,有时不得不将锚链断开或拆开。如果使用可拆卸的抛起锚圆环就不必如此麻烦,只需拆掉抛起锚圆环的横

48、销就可以将锚链套在圆环中,这就是可拆卸的抛起锚圆环的优点。固定的钢丝抛起锚圆环(permanent wire chaser):固定的钢丝抛起锚圆环用于平台在较深的水域进行抛起锚作业,其锚缆是由钢丝和锚链组合而成。 在圆环的底部装有一个可拆卸的轴,此轴的材料比锚钢丝要软,因此这种设计可以有效的减轻圆环对钢丝的磨损。还有的轴被设计成可旋转式的,更有利于减轻对钢丝的磨损,为了安装转轴,不得不增大圆环的尺寸,无形中增加了圆环的重量,为拖轮抛起锚带来不便。(八)捞锚钩的种类J钩(J-chaser):当锚没有安装回收短索或短索断掉则非使用J钩进行回收锚;或者,当在收放锚链时,锚链经过的位置存有管线或其它需要躲避的设施,就需要另外一条三用拖轮在其上方用J钩钩住锚链悬垂的部位,直到锚链收放完毕。锁链J钩(J-lock chaser):锁链J钩在不受力时可以沿锚链方向滑动,当其受到相反拉力时,锁链钩将锚链锁住使其不能沿锚链来回滑动。这说明来

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