多功能作业支持船之DSV

多功能作业支持船之潜水作业支

持船(DSV)研究报告

名

姓

学号

班级船舶与海洋工程4班

日期2013-09-21

目录

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.....................................10

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...............................15

概况..............................15

设计领导者HAVYARD..............................16

3.123ACERGY公司——先进的DSV服务提

供方........................................18

3.2潜水作业支持船的发展和需求分析...............20

3.2.1潜水作业支持船初期的市场状况...........20

3.2.2现代潜水作业支持船.....................22

3.2.3统计分析...............................23

四、船型发展现状与技术特点......................30

4.1概述.........................................30

4.2饱和潜水系统................................31

4.2.1饱和潜水的原理.........................31

4.2.2饱和潜水系统组成.......................35

饱和潜水系统各单元布置............36

甲板居住舱........................38

潜水钟及其收放架..................39

潜水钟吊放系统....................40

高压逃生舱(HRC).....................................41

潜水钟主脐带篮....................42

4.2.2.7控制集装箱.......................42

4.2.2.7.1潜水钟控制系统............42

422.7.2生命支持系统..............43

4.2.2.8环境控制单元和热水单元.........43

4.2.2.8.1环境控制单元..........43

4.2.2.8.2热水单元..............44

4.2.2.9高压气体储存容器..............44

4.2.2.10高应急发电机.................45

4.2.2.11空气压缩机...................45

2

4.2.2.12工具箱.......................45

4.2.2.13工具下放平台.................46

4.2.2.14焊接固定检验.................46

4.2.3饱和潜水施工流程.......................47

4.2.4饱和潜水在常规海洋工程中的应用.........48

安装膨胀弯........................48

安装立管..........................48

安装FPSO单点系统................49

悬跨段治理.......................49

海管除蜡..........................49

4.2.5饱和潜水技术的优越性...................50

4.3ROV...................................................................................51

4.3.1结构...................................52

4.3.2功能...................................52

4.3.3应用...................................53

4.3.4系列产品...............................56

VideoRayScout....................................................56

V......................................................ideoRayExplorer.56

V...............................................................ideoRayPro.57

V......................................................ideoRayPro3XE.58

VideoRayDeepBlueXE......................................59

M1000ROV............................................................61

3

红旗1号................................62

4.4直升机升降平台...............................63

4.5动力定位系统.................................63

4.5.1动力定位基本控制原理.................64

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......................................65

4.6起重设备...................................67

4.7多功能化潜水支持船存在理由.................68

五、典型船型（主要参数、性能指标）................69

5.1'深潜号'深潜水支持母船基本介绍..............69

5.2主要参数....................................71

5.21船型....................................71

5.22船级...................................71

5.22技术要素...............................72

5.23主要装备配置............................73

5.3主要作业功能设计及其对应结构.................74

5.31300米饱和潜水作业系统.................74

5.32常规空气潜水作业功能设计...............75

5.33ROV遥控探测作业功能设计..............76

5.34大吨位海上起重作业功能设计.............77

5.4安全保障系统.................................78

541动力定位功能设计........................78

4

542四点锚泊定位功能设计.....................79

5.4.3船舶减摇..................................80

5.4.4防倾调载功能设计.........................81

5.45直升机起降平台与安全保障系统设计........82

5.5有关深潜号的资料来源...........................83

六、安全作业.........................................85

七、参考文献.........................................89

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。

5

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。

[11

图2潜水支持船

6

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R0V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R0V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,

7

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、呼吸管和脚蹊就可以漂浮在水面，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、脚蹊、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

8

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)o更深深度的潜水一般用氨气替代氮作为

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

氮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。氮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]

9

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

(R0V)、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。

10

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)o右舷

设置一个大型的ROV机库和控制室。设置康斯博格K-POSDP21

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

11

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

所示所示

12

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。

13

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

14

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

概况

挪威D0F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

15

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]

世界海洋工程船部分船型船队现状

船型保有加（蔻）手持订单（艘）

居住船102

AHTS1831349

船员供应船84154

潜水支援船15615

钻井船11451

FPSO/FSO/FSRU24415

近海保障船18955

近海拖船/供应船641107

运管/铺管埋管船19121

PSV1938301

生产试验船13,•..um—二-2

安全守护船2575..■广,D二33

挖沟支援船2，,—4

井口强化船308

注：①统计书吧为息1中所刊；②数据来源劳氏收据库.或至2011年4月22日.

图9

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

16

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

17

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Havila

Phoenix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，止匕外，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.L2.3ACERGY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

18

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SUBSEA

7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。

19

b.2011年SEVENHAVILA号。

c.2012年向韩国现代重工HYUNDAIHEAVY新订SUBSEA

7o

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

20

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，氨气和氧气（氮

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⑵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

21

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。

22

[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。

下面是摘录的迪克森海事咨询有限公司的DSV船舶数据

库显示OSV/D船只。维持这些船只，包括规格【8】：

23

定

ID船只详情

位

总起重机最

长：81建筑大扬

年份：程：住

fed197550D

年甲板面宿：61直P2

DMC-101465

积：800平方升机甲

米板：是

总

长：73建筑起重机

年份：2006最大扬D

年甲板面程：住

♦50P2

MC-101443

积：836平方宿：46

米

总起重

长：131建筑机最大扬

SBD

年份：2009程：100住

P3

年甲板面宿：120直

DMC-01364

积：1100平升机平

24

方米台：是

总

起重

长：131建筑

机最大扬

工f

年份：2009D

程：400住

年甲板面P3

宿：99直升

DMC-101361积：1200平

机甲板：是

方米

总起重

长：107.1生机最大扬

程：住

成年份：2011140D

年甲板面宿：100直P2

DMC-101351积：900平方升机平

米台：是

总

起重

长：94建筑

机最大扬

年份：2009D

程：100住

年甲板面P2

DMC-101345宿：68直升

积：1046平

机甲板：是

方米

25

总起重

长:145建筑机最大扬

年份：2009程：120住D

年甲板面宿：150直P3

DMC-101342积：1200平升机平

方米台：是

总

起重机

长：95建筑

最大扬

年份：2010D

程：100住

年甲板面P2

宿：86直升

DMC-101314积：700平方

机甲板：是

米

以上数据来自迪克森海事咨询有限公司，该公司是一家专注于海底干预工程支持船

的船舶经纪咨询公司。统计分析该公司收录的DSV数据库可以发现近128艘的DS

V的生产年份多集中在20世纪80后期年代和2010年前后具体统计如下（截止到

2013年9月）：

26

■1980年以前

建造完成年份■1981-1985

■1986-1990

■1991-1995

■1996-2000

2001-2005

■2010年

2011年

2012年

2006年以后除以上三年其他

年

由上表可知DSV的建造，1975年之前的建造最少，1

975年至1980年有所增加，在1981至1990相对较

多，之后维持在这一水平，直到2006年至今的7年间DSV

的制造爆发式增加。这与前面介绍的DSV的发展状况相符合,

即在DSV因北海和墨西哥湾的石油开发而逐渐发展起来。并维

持在相对稳定的状态。而后由于墨西哥湾石油事故的发生导致

DSV需求上涨，同时以中国、日本、韩国、马来西亚、越南、

菲律宾、印度尼西亚等国海洋石油气的开发逐渐增加，DSV的

需求达到急缺的状态，这些原因导致DSV的爆发式增长。

27

统计分析这些DSV的技术参数可见这些潜水工作支持船中

绝大多数都配备了直升机升降平台（128艘中仅有9艘没有配备）。

而定位系统情况如下:

有以上统计可以推测以下的市场分析：由于饱和潜水的作业

深度大多为300米左右，未来在这领域突破的可能性较小，DSV

的方向将是与单纯的ROV母船一样越来越多的作为一种潜水作

业模块集成于各种其他船舶中，或者多功能方向发展。至今这一

趋势已经正在实现中，例如海洋石油709,该船虽然是一艘为海

洋石油开发提供综合服务的多功能海洋工程综合检测船，但是由

它的设计几乎完全涵盖了DSV的所有功能,如饱和潜水,ROV作

业等重要功能。

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图13海洋石油709

与深潜号一同交付的“聚力”号多功能打捞支持船，虽然名为多功

能打捞支持船但是也具备大多深潜水作业支持母船的功能。例如可

作为常规潜水和饱和潜水的工作母船。设有直升机平台和700吨全

回转起重机一台。

图14“聚力”号多功能打捞支持船

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四、船型发展现状与技术特点

4.1概述

图16

经过近30年的发展，潜水作业支持船越来越先进，逐渐向多功能方向发展。该

船型有以下特点：

直升机起降平台

饱和潜水系统

空气潜水系统

ROV

30

大吨位海上起重装置

4.2饱和潜水系统

4.2.1饱和潜水的原理

饱和潜水技术是根据潜水医学家Bond提出的“饱和潜水”理

论的基础上发展起来的。所谓“饱和潜水”理论是指潜水员在高气

压环境下长时间暴露，使其体内各组织中的气体达到完全饱和，在

此基础上，只要环境压力不发生改变，不论暴露时间多长，其减压

时间是相等的。例如：在100m深度停留作业24小时和长时间停

留24天，最后可以用完全相同的减压时间一次性安全的减压出水。

因此，潜水员每次水下作业不受时间限制，这样可以完成大量的水

下作业任务，提高潜水作业效率。实现过程

由于水下工作时间越长，减压时间也越长，因此潜水员如果在

几百米下工作2-3个小时，而整个作业长达几天，则减压的时间将

严重影响潜水作业的效率。因此美国海军潜水生理学家Bond于

1957年提出“饱和潜水”的观点，就是创造出一种环境和条件，使潜

水员在高气压下长时间暴露，体内各组织体液中所溶解的惰性气体

达到完全饱和的程度，使潜水员可以长期停留在高气压下几天乃至

几十天，待预定作业任务完成后，一次减压出水。以中国500米饱

和潜水系统为例，在实际使用中潜水员可在舱内通过加压使体内惰

性气体完全饱和，舱体则可以设置在救援舰上，食物通过专用递物

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筒提供，潜水员则可以乘坐潜水钟下至水下500米进行作业，完成

后返回舱内即可。由于压力没有变化，水下作业可以分批分组连续

进行，最后在舱内一次减压，效率极大提高。

图17

饱和潜水技饱和潜水是目前比较成熟的高端潜水技术。潜水

员在一定深度停留时间越长，呼吸气中惰性气体在体内的溶解量

越多，当机体达到完全饱和时，所需减压时间很长，但从理论上

减压时间不再增加。如果能创造条件，让潜水员在作业深度长时

间停留，使体内达到饱和，这样潜水员可以长时间的进行作业,

直到完成作业，1次减压出水的水底作业时间大大延长，即潜水

员在减压时间一定的情况下在大深度下长时间作业，因此潜水作

业效率大大提高，这就是饱和潜水的原理【9】

32

潜水钟原理就像一只倒扣在水中的玻璃杯子，杯子内始终

保持一定量的空气，可供潜水员呼吸，使潜水员能在水下逗留较

长时间。潜水钟是从水面接入一根导管，用风箱和鼓风机把空气

送入潜水钟内部，还能把潜水钟内废气排出。这样，潜水员能在

水下呼吸到新鲜空气，大大延长了潜水员在水下逗留时间。

潜水钟是依靠自身重量下沉的，它本身无法上浮，要靠水

面船舶上绞车或岸上吊车的帮助，把它从水下吊上来。而且，潜

水钟在水下活动空间有限，它不能自由活动。

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图19潜水钟

34

4.2.2饱和潜水系统组成

饱和潜水的作业系统主要有下列三种类型：甲板加压舱系统、

水下居住舱系统和出入式深潜器系统，它们都可以把潜水员送到海

中进行长时间的工作。

甲板加压舱系统主要由潜水工作船、甲板加压舱、潜水钟等组成。

潜水员在甲板加压舱内加压或等候，工作时用潜水钟送到水下，再

出钟作业。

水下居住舱系统由潜水工作船和水下居住舱等组成。

出入式深潜器系统由潜水工作船、出入式深潜器及大吊等组成。

饱和潜水系统依照不同功能分为以下单元：

(1)甲板居住舱：创造饱和潜水员在高气压暴露条件下的生活

环境，内设环控系统，卫生装置和生活必须的管线等。

(2)潜水钟：潜水钟一般可运载2-3人，将潜水员由生活舱运送

至潜水作业深度，有时可以用作潜水员加减压舱室。

(3)潜水钟吊放系统：由吊架、滑车、绞车、脐带、液压滑车、

升沉补偿、绞车钢缆，恒张力绞车和液压动力站和导向压载等组成。

该吊放系统具有额定的安全工作负载，完成潜水钟的下放和回收。

(4)控制集装箱：内含潜水钟控制系统、居住舱控制系统、环

境控制系统：指挥潜水钟液压吊放、控制甲板居住舱舱内环境、为

潜水员提供高压饱和暴露相适应的舱内环境。

(5)储气设备：存储高压气体的设备，为舱室加减压和潜水员

呼吸提供相应的气体。

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(6)潜水钟脐带篮：盘放潜水钟脐带。

(7)高压逃生舱：特殊情况下，供潜水员在高压状态下逃生和

转运用。

(8)热水单元：为系统提供稳定的热水供应。

(9)环境控制单元：为潜水员提供高压饱和暴露相适应的舱内

环境。

(10)应急发电机：供电异常时第一时间启动供应电力，保障系

统和潜水员安全。

(11)空压机：提供高压气体动力。

(12)工具箱：存放潜水作业使用的各种工具，吊索具和潜水装

具等。

(13)施工工具下放平台。

系统主要功能单元都被模块化地集成在各个集装箱内，方便运

输，吊装和连接，节省施工时间。

4.2.2.1饱和潜水系统各单元布置

图20

施工设计人员必须事先对支持船甲板进行现场勘察、测量，必要时

36

需请船舶认证单位进行审核，设计出各单元的摆放位置，甚至对整

个装船过程进行模拟，及时发现问题并解决，最后出详细布置图，

吊装人员依据设备装船布置图进行各单元的装船固定。[16]

饱和潜水设备在作业船甲板总体布置示意图下图所示。

图21

饱和潜水设备在作业船甲板总体布置示意图

饱和潜水系统设备各单元甲板布置的原则：

(1)合理利用甲板空间

设备总布局要紧凑，各单元之间留有合适间距.便于人员走动和集

装箱门开关。

(2)有效保障系统正常运作

甲板居住舱设计在船中部，控制集装箱位置位于整套系统中心，工

具下放平台位置保障工具能够安全送抵海底等。

(3)有效保障系统、人员安全

HRC位置设置在主吊扬程内，气瓶组处在阴凉、干燥、远离

热源的位置，不同气瓶不能混放，各单元之间的连接管线要捆绑并

保护，保证甲板整洁，减少安全隐患等。

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(4)便于补给

气瓶组放置于左舷岸吊扬程之内，船舶左舷留有施工耗材存放位置

等。

总之，最终要根据支持船甲板具体情况而具体安排饱和潜水系统布

局，做出详细的设备布置图，装船固定人员依照设备布置图完成设

备吊装上船、焊接固定等工作。

4.2.2.2甲板居住舱

甲板居住舱是一个坚固的钢质壳体，舱的端部设有门，可供人员进

出及与潜水钟对接，舱内配有照明灯和空调器，外壁包缚绝热层。

双舱式甲板居住舱配备有与钟对接的过渡通道和苦箍，卡箍在舱与

钟对接时起密封作用。

居住舱由主舱和过渡舱组成。主舱和过渡舱之间设有舱门。两

舱可以分别加压，压力可以不同，潜水员通过过渡舱进入潜水钟内

可以有效保证居住舱内潜水员的安全。

图22

38

甲板居住舱单元通常是饱和潜水系统中尺寸和重量最大的一个单

元，作为整套系统甲板布置的基准点，居住舱就位同定之后，其他

设备围绕居住舱展开布置。

根据船体晃动机理，甲板居住舱应尽量靠近船中部放置，可最大程

度减小船体晃动对潜水作业的影响，同时也有助于潜水员得到充分

休息。

居住舱还应靠右舷放置，潜水员通过TUP进入潜水钟内，潜水钟

由右舷入水进行作业，这样潜水作业时可以应用船舶左舷主吊配合

施工而又保障水下潜水钟和潜水员安全。

居住舱重量一般在25t左右，因此必须考虑放置在吊机有效的扬程

之内，并且支持船要经过甲板载荷计算验证。

4.2.2.3潜水钟及其收放架

潜水钟壳体呈椭圆形，顶端有主吊缆的吊孔，钟外周设防碰撞

保护环形圈。在回收系统故障，不能回收潜水钟的紧急情况下，可

以借助解脱装置作为应急手段，使钟上浮水面。因此必须指出，钟

的重量至关重要，不论以任何形式在钟上增加任何重量，都会影响

钟的上浮。

潜水钟可搭载2-3名潜水员下潜，潜水员由甲板居住舱进入潜

水钟时需要将潜水钟通过TUP与甲板居住舱密封对接，因此一旦

甲板居住舱位置确定，潜水钟的位置也就确定了，多数时候潜水钟

收放A架与甲板居住舱同用一个底座，便于密封对接。A架收放