飽和潛水實現198米深水作業
鉅亨網新聞中心 2013-08-26 08:30
上天、入地、下海,是人類探索未知領域的三個方向。
當我們在電視機前看到王亞平在神舟十號載人飛船裏講解太空中失重的奇妙景象時,我國還有一群人他們正在利用飽和潛水技術,向更深的海洋進發,目前我國的潛水員已經可以實現在水下198米持續作業。交通部上海打撈局原局長葉似虯,飽和潛水可與載人飛船相媲美,都是拓展人類的生空間。
飽和潛水與載人飛船發射有諸多相似之處,兩者都有休息艙和返回艙,並遵循同樣嚴格的操作程序。不同的是,宇航員是在真空、低壓狀態下生存,而潛水員要在海底、高壓環境中作業。
“但是意義一樣的,一個是去更高的地方,一個是去更深的地方,都是拓展人類的生空間。”交通部上海打撈局原局長葉似虯對南都記者。
2006年首次深海作業下潛103 .5米
“飽和潛水是潛水的最高境界。”金鋒。他是我國飽和潛水“第一人”,2006年,我國首次運用氦氧飽和潛水技術,在水下作業,金鋒第一個下水。
這次任務中,金鋒和另外11名潛水員在南海番禺油田深海高壓環境中生活了390個小時(16天),共出潛28人次(出潛水鐘作業次數),在深海中工作時間長達126個小時,完成油管更換任務。當時的潛水深度達到103.5米,我國氦氧飽和潛水首次實現實踐應用。
繼2006年完成首次飽和潛水作業任務后,2007年9月17日,上海打撈局在南海新文昌油田,最大的潛水作業深度達到124米,2013年5月18日,在南海流花19- 5氣田開發項目中,成功潛至198米完成水下作業,再次創造了國內飽和潛水新的深度紀錄。目前上海打撈局已經完成了300米的飽和潛水實驗,等待轉入正式作業。
高壓下人就像真空包裝的食物
“水越深,人的肌肉和關節靈活性就越低了,伸縮時關節可以聽到‘嘎嘎’的響聲。肌肉也拉住了,胳膊伸不直”,金鋒。飽和潛水對潛水員心理承受能力要求很高,通常一個周期是28天,在一個密閉的空間中,生活單調,除了工作就是睡覺,最多“幾個人在裏面聊聊天”。金鋒解釋。由於要運用供氣加壓的技術讓潛水員體內惰性氣體達到飽和,因此,潛水員需要在生活艙裏完成逐漸加壓的過程。“我感覺骨頭壓縮得厲害,有一種脫臼的感覺,而且伸展不開,人就像是真空包裝的食物。”潛水員張偉平有更為鮮活的比喻。[NT:PAGE=$]
與載人飛船不同的是,飽和潛水員常常一呆就是28天,生活枯燥。“我們也想過把電腦、電話、網絡弄進去。但是有個問題,你打電話老婆也聽不懂,因為傳出來的聲音像鴨子似的,吸了氦氣,出來的聲音變了。”金鋒。雖然與外部聯繫的電話有語音矯正功能,但由雩都是潛水員,彼此理解不受影響,而和家人的交流就成問題。
現在的設備中可以裝上電腦,但在高壓環境下,電器容易損壞,還有可能引發火災,因此潛水員的生活往往只有工作睡覺,偶爾打打紙牌。
減壓過程也危險
即使工作結束,也不意味水下生活的結束。對於飽和潛水來,一項重要的工作是減壓。一般來,100米水深需要70多個小時減壓。減壓時水上水下的人仍處於緊張狀態,因為一旦減壓出現問題,潛水員暴露於與體內不同壓力的環境下,身體或將出現爆炸,這使得減壓過程成為飽和潛水最為危險的部分之一。
專訪
蛟龍號雖可下潛更深但機械手不能取代人
南都:此前我們常聽到關於蛟龍號載人深潛技術就是把人送到更深的海里去,飽和潛水和蛟龍號載人技術有哪些區別?
原交通部上海打撈局局長葉似虯:蛟龍號實際上從本質上像是把人放在鐵罐子裏面,人不能到水裏面去,它的優點是深度比較大,中國目前達到了水下7200多米。但是蛟龍號的一些作業是通過機械手完成,它的缺陷是不能進行非常複雜的作業,不能像人這麼靈活地進行工作,它主要的作用還是科學考察。
飽和潛水技術中,人是可以直接暴露在水裏的,所以就可以由人來直接進行比較複雜的作業,這是蛟龍號不能取代的。
目前,機械作業還不能取代人,人還是作業能力最強的,正因為這樣,那些西方發達國家,包括美國、法國還是花了很大力氣發展飽和潛水作為技術。目前飽和潛水最為發達的美國,能夠潛到海下700米作業。
南都:海軍醫學研究所曾做出水下480米飽和潛水紀錄是國內甚至亞洲最高的,他們是已經進行過實踐了嗎?
葉似虯:那個是模擬實驗。
南都:相關資料上寫目前上海打撈局2013年的水下198米是最深紀錄,但是您剛才提到已經可以潛到300米?[NT:PAGE=$]
葉似虯:作業能力是水下300米,我們模擬實驗在水下300米都做過,但是我們真正作業的最大深度是水下198米,我們這個深度就是國家級了。
南都:目前飽和潛水主要用於哪些市場領域?
葉似虯:最主要的海洋石油開發,海洋石油開發是在海下開發,很多設備和安裝需要在水下進行。比如,這裏開發石油要疏導障礙,就要安管路,以及這些設備要進行檢驗、維修,也要全部在水下進行,這些工作只有飽和潛水能完成。
國外一般超過500米水深的才是飽和潛水。我們國家海域的深度不算大,但是一般也在100米以上。
其實之前國內的這個市場一直是由國外設備技術壟斷的。一開始國內的一些石油公司需要相關技術的時候並不找我們,而是找國外的石油公司,國外的石油公司一看,這個是賺錢的好機會,就擺架子,我們現在沒空。后來石油公司也實在沒辦法了,找到了我們,通過研究實驗,最終我們也把技術開發成了,一直以來對我們評價非常好。
南都:在飽和潛水領域無論是研究還是實踐,最主要的困難在哪裏?
葉似虯:我覺得應該還是技術方面,因為裝備還不是主要問題,我們的技術研究開發與西方發達國家比,還有一點差距,這是主要問題。
現在我們上海打撈局在研究500米深度的打撈技術,如果把這個技術開發研究成功了,那麼我們就進入世界先進行業水平了,現在正在研究開發過程。
一般認為,飽和潛水到了水下300米為一個界,超過300米的為國際先進水平,目前全世界8個國家能進行飽和潛水的國家裏,超過500米的有兩個國家,法國和美國,美國現在是到723米,是最深的。我們現在的課題正在突破從300米到500米。
知多D
飽和潛水可用於救援失事潛艇
飽和潛水是一種適用於大深度條件下開展長時間作業的潛水方式。水下越深,壓強越大。人體可以在較深的水底壓力條件下活動。但是在水下如果用普通空氣潛水,其中的氮氣在高壓下易引發“氮麻醉”,這時只能靠呼吸氦等惰性氣體和氧的混合氣體(即氦氧)來潛水,以進行更深的潛水作業。而這些惰性氣體吸入后會融進人體血液,當人再次返回水面時,就需要足夠的時間減壓,把惰性氣體都排出體外,否則溶解在體內的惰性氣體將在潛水員的關節或身體組織中形成氣泡,會造成嚴重的減壓病,甚至危及生命。
上世紀中葉,美國海軍潛水生理學家經過反復試驗發現,人如果在高壓下逗留到一定時間,其血液組織裏滲入的氣體就會達到飽和程度。之后,只要壓力不變,即使再增加停留的時間,血液和組織裏的氣體含量也不會改變。因此人類可在這種飽和狀態下長時間工作后再一次性減壓回到水面,而不用工作一段時間就回到水面減壓,“飽和潛水”概念由此誕生。
一般而言,常規潛水的最大深度是60米,不超過20分鐘,但飽和潛水不受制於常規潛水時間,潛水員可以數小時甚至數十天,在海底施工作業。
作為唯一可使潛水員直接暴露於高壓環境開展水下作業的潛水方式,目前飽和潛水已廣泛應用於失事潛艇救援、海底施工作業、水下資源勘探、海洋科學考察等軍事和民用領域。
統籌:南都記者 彭美
采寫:南都記者 娜迪婭 發自上海
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