饱和潜水实现198米深水作业

南方都市报
上天、入地、下海,是人类探索未知领域的三个方向。
当我们在电视机前看到王亚平在神舟十号载人飞船里讲解太空中失重的奇妙景象时,我国还有一群人他们正在利用饱和潜水技术,向更深的海洋进发,目前我国的潜水员已经可以实现在水下198米持续作业。交通部上海打捞局原局长叶似虬说,饱和潜水可与载人飞船相媲美,都是拓展人类的生产空间。
饱和潜水与载人飞船发射有诸多相似之处,两者都有休息舱和返回舱,并遵循着同样严格的操作程序。不同的是,宇航员是在真空、低压状态下生存,而潜水员要在海底、高压环境中作业。
“但是意义一样的,一个是去更高的地方,一个是去更深的地方,都是拓展人类的生产空间。”交通部上海打捞局原局长叶似虬对南都记者说。
2006年首次深海作业下潜103 .5米
“饱和潜水是潜水的最高境界。”金锋说。他是我国饱和潜水“第一人”,2006年,我国首次运用氦氧饱和潜水技术,在水下作业,金锋第一个下水。
这次任务中,金锋和另外11名潜水员在南海番禺油田深海高压环境中生活了390个小时(16天),共出潜28人次(出潜水钟作业次数),在深海中工作时间长达126个小时,完成油管更换任务。当时的潜水深度达到103.5米,我国氦氧饱和潜水首次实现实践应用。
继2006年完成首次饱和潜水作业任务后,2007年9月17日,上海打捞局在南海新文昌油田,最大的潜水作业深度达到124米,2013年5月18日,在南海流花19- 5气田开发项目中,成功潜至198米完成水下作业,再次创造了国内饱和潜水新的深度纪录。目前上海打捞局已经完成了300米的饱和潜水实验,等待转入正式作业。
高压下人就像真空包装的食物
“水越深,人的肌肉和关节灵活性就越低了,伸缩时关节可以听到‘嘎嘎’的响声。肌肉也拉住了,胳膊伸不直”,金锋说。饱和潜水对潜水员心理承受能力要求很高,通常一个周期是28天,在一个密闭的空间中,生活单调,除了工作就是睡觉,最多“几个人在里面聊聊天”。金锋解释。由于要运用供气加压的技术让潜水员体内惰性气体达到饱和,因此,潜水员需要在生活舱里完成逐渐加压的过程。“我感觉骨头压缩得厉害,有一种脱臼的感觉,而且伸展不开,人就像是真空包装的食物。”潜水员张伟平有更为鲜活的比喻。
与载人飞船不同的是,饱和潜水员常常一呆就是28天,生活枯燥。“我们也想过把电脑、电话、网络弄进去。但是有个问题,你打电话老婆也听不懂,因为传出来的声音像鸭子似的,吸了氦气,出来的声音变了。”金锋说。虽然与外部联系的电话有语音矫正功能,但由于都是潜水员,彼此理解不受影响,而和家人的交流就成问题。
现在的设备中可以装上电脑,但在高压环境下,电器容易损坏,还有可能引发火灾,因此潜水员的生活往往只有工作睡觉,偶尔打打纸牌。
减压过程也危险
即使工作结束,也不意味着水下生活的结束。对于饱和潜水来说,一项重要的工作是减压。一般来说,100米水深需要70多个小时减压。减压时水上水下的人仍处于紧张状态,因为一旦减压出现问题,潜水员暴露于与体内不同压力的环境下,身体或将出现爆炸,这使得减压过程成为饱和潜水最为危险的部分之一。
专访
蛟龙号虽可下潜更深但机械手不能取代人
南都:此前我们常听到关于蛟龙号载人深潜技术就是把人送到更深的海里去,饱和潜水和蛟龙号载人技术有哪些区别?
原交通部上海打捞局局长叶似虬:蛟龙号实际上从本质上像是把人放在铁罐子里面,人不能到水里面去,它的优点是深度比较大,中国目前达到了水下7200多米。但是蛟龙号的一些作业是通过机械手完成,它的缺陷是不能进行非常复杂的作业,不能像人这么灵活地进行工作,它主要的作用还是科学考察。
饱和潜水技术中,人是可以直接暴露在水里的,所以就可以由人来直接进行比较复杂的作业,这是蛟龙号不能取代的。
目前,机械作业还不能取代人,人还是作业能力最强的,正因为这样,那些西方发达国家,包括美国、法国还是花了很大力气发展饱和潜水作为技术。目前饱和潜水最为发达的美国,能够潜到海下700米作业。
南都:海军医学研究所曾做出水下480米饱和潜水纪录是国内甚至亚洲最高的,他们是已经进行过实践了吗?
叶似虬:那个是模拟实验。
南都:相关资料上写目前上海打捞局2013年的水下198米是最深纪录,但是您刚才提到已经可以潜到300米?
叶似虬:作业能力是水下300米,我们模拟实验在水下300米都做过,但是我们真正作业的最大深度是水下198米,我们这个深度就是国家级了。
南都:目前饱和潜水主要用于哪些市场领域?
叶似虬:最主要的海洋石油开发,海洋石油开发是在海下开发,很多设备和安装需要在水下进行。比如说,这里开发石油要疏导障碍,就要安管路,以及这些设备要进行检验、维修,也要全部在水下进行,这些工作只有饱和潜水能完成。
国外一般超过500米水深的才是饱和潜水。我们国家海域的深度不算大,但是一般也在100米以上。
其实之前国内的这个市场一直是由国外设备技术垄断的。一开始国内的一些石油公司需要相关技术的时候并不找我们,而是找国外的石油公司,国外的石油公司一看,这个是赚钱的好机会,就摆架子说,我们现在没空。后来石油公司也实在没办法了,找到了我们,通过研究实验,最终我们也把技术开发成了,一直以来对我们评价非常好。
南都:在饱和潜水领域无论是研究还是实践,最主要的困难在哪里?
叶似虬:我觉得应该说还是技术方面,因为装备还不是主要问题,我们的技术研究开发与西方发达国家比,还有一点差距,这是主要问题。
现在我们上海打捞局在研究500米深度的打捞技术,如果把这个技术开发研究成功了,那么我们就进入世界先进行业水平了,现在正在研究开发过程。
一般认为,饱和潜水到了水下300米为一个界,超过300米的为国际先进水平,目前全世界8个国家能进行饱和潜水的国家里,超过500米的有两个国家,法国和美国,美国现在是到723米,是最深的。我们现在的课题正在突破从300米到500米。
知多D
饱和潜水可用于救援失事潜艇
饱和潜水是一种适用于大深度条件下开展长时间作业的潜水方式。水下越深,压强越大。人体可以在较深的水底压力条件下活动。但是在水下如果用普通空气潜水,其中的氮气在高压下易引发“氮麻醉”,这时只能靠呼吸氦等惰性气体和氧的混合气体(即氦氧)来潜水,以进行更深的潜水作业。而这些惰性气体吸入后会融进人体血液,当人再次返回水面时,就需要足够的时间减压,把惰性气体都排出体外,否则溶解在体内的惰性气体将在潜水员的关节或身体组织中形成气泡,会造成严重的减压病,甚至危及生命。
上世纪中叶,美国海军潜水生理学家经过反复试验发现,人如果在高压下逗留到一定时间,其血液组织里渗入的气体就会达到饱和程度。之后,只要压力不变,即使再增加停留的时间,血液和组织里的气体含量也不会改变。因此人类可在这种饱和状态下长时间工作后再一次性减压回到水面,而不用工作一段时间就回到水面减压,“饱和潜水”概念由此诞生。
一般而言,常规潜水的最大深度是60米,不超过20分钟,但饱和潜水不受制于常规潜水时间,潜水员可以数小时甚至数十天,在海底施工作业。
作为唯一可使潜水员直接暴露于高压环境开展水下作业的潜水方式,目前饱和潜水已广泛应用于失事潜艇救援、海底施工作业、水下资源勘探、海洋科学考察等军事和民用领域。
统筹:南都记者 彭美
采写:南都记者 娜迪娅 发自上海