單點(diǎn)系泊系統(tǒng)

1、單點(diǎn)系泊系統(tǒng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的發(fā)展單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的發(fā)展 5050年代后期發(fā)展起來，并迅速推廣的年代后期發(fā)展起來，并迅速推廣的一種海上一種海上系泊油輪的方式。系泊油輪的方式。最早的單點(diǎn)系泊是作為在中東最早的單點(diǎn)系泊是作為在中東和遠(yuǎn)東地區(qū)港口裝卸油的終端，來代替新的碼頭或原和遠(yuǎn)東地區(qū)港口裝卸油的終端，來代替新的碼頭或原有碼頭的延伸部分。后來發(fā)展成為海上油田系泊穿梭有碼頭的延伸部分。后來發(fā)展成為海上油田系泊穿梭油輪或儲油輪的單點(diǎn)系泊。油輪或儲油輪的單點(diǎn)系泊。單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)單點(diǎn)系泊的油輪像風(fēng)向標(biāo)一樣隨海流或風(fēng)向的單點(diǎn)系泊的油輪像風(fēng)向標(biāo)一樣隨海流或風(fēng)向的變化圍繞著單點(diǎn)系泊裝置

2、自由轉(zhuǎn)動，油輪總是變化圍繞著單點(diǎn)系泊裝置自由轉(zhuǎn)動，油輪總是保持在最佳的抗風(fēng)浪位置，通過海底管道輸送保持在最佳的抗風(fēng)浪位置，通過海底管道輸送來原油經(jīng)單點(diǎn)系泊立管和旋轉(zhuǎn)接頭后再經(jīng)軟管來原油經(jīng)單點(diǎn)系泊立管和旋轉(zhuǎn)接頭后再經(jīng)軟管進(jìn)入穿梭油輪或儲油輪。它具有安全、可靠、進(jìn)入穿梭油輪或儲油輪。它具有安全、可靠、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，對海上邊際油田和早期開發(fā)起著經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，對海上邊際油田和早期開發(fā)起著重要的作用。重要的作用。下面簡單介紹幾種單點(diǎn)系泊。下面簡單介紹幾種單點(diǎn)系泊。單點(diǎn)系泊系統(tǒng)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)- -塔式懸掛臂座架塔式懸掛臂座架 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)（單點(diǎn)系泊系統(tǒng)（SPMSPM）是一種塔式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可使）是一種塔式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、，可使FPSOFPSO隨風(fēng)浪作隨風(fēng)浪作360360回轉(zhuǎn)。即使回轉(zhuǎn)。即使FPSOFPSO處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，SPMSPM油水通道仍可以通過產(chǎn)出液和回注液，而通過電滑環(huán)則可使油水通道仍可以通過產(chǎn)出液和回注液，而通過電滑環(huán)則可使FPSOFPSO為其它油田設(shè)施提供動力。懸掛臂配有大型壓載浮筒為為其它油田設(shè)施提供動力。懸掛臂配有大型壓載浮筒為FPSOFPSO提供系泊恢復(fù)力。提供系泊恢復(fù)力。 類型：單點(diǎn)系泊裝置主要有兩種基本類型，即類型：單點(diǎn)系泊裝置主要有兩種基本類型，即懸鏈懸鏈?zhǔn)礁⊥蚕挡囱b置式浮筒系泊裝置和和單錨腿系泊裝置單錨腿系泊裝置。目前在我國海上油田采用的單點(diǎn)系泊裝置大概有目前在我國海上油

4、田采用的單點(diǎn)系泊裝置大概有4種：種：導(dǎo)管架塔式剛性臂系泊裝置、固定塔式單點(diǎn)系泊裝導(dǎo)管架塔式剛性臂系泊裝置、固定塔式單點(diǎn)系泊裝置、可解脫式轉(zhuǎn)塔浮筒系泊裝置和永久式轉(zhuǎn)塔系泊置、可解脫式轉(zhuǎn)塔浮筒系泊裝置和永久式轉(zhuǎn)塔系泊裝置裝置。單點(diǎn)系泊裝置的類型單點(diǎn)系泊裝置的類型1 1、懸鏈錨腿系泊（、懸鏈錨腿系泊（CatenaryCatenary Anchor Leg Mooring Anchor Leg MooringCALMCALM）：）：這是一種最普通的系泊。它是一個漂浮在水這是一種最普通的系泊。它是一個漂浮在水面上的大直徑的鼓形浮筒，由面上的大直徑的鼓形浮筒，由6 6根懸鏈錨固定到海床上。浮筒根懸鏈錨固定

5、到海床上。浮筒上裝有上裝有旋轉(zhuǎn)接頭旋轉(zhuǎn)接頭、裝油管匯裝油管匯和和系泊臂系泊臂。旋轉(zhuǎn)接頭通過浮筒下。旋轉(zhuǎn)接頭通過浮筒下軟管與海底管道相連。油輪由纜繩系泊到浮筒。一條漂浮軟軟管與海底管道相連。油輪由纜繩系泊到浮筒。一條漂浮軟管將單點(diǎn)與油輪相連，通過該軟管向油輪裝油。管將單點(diǎn)與油輪相連，通過該軟管向油輪裝油。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和安裝；它的組成部件除旋轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和安裝；它的組成部件除旋轉(zhuǎn)頭和軟管之外，都是常規(guī)產(chǎn)品，設(shè)計、制造、安裝簡便、造價和軟管之外，都是常規(guī)產(chǎn)品，設(shè)計、制造、安裝簡便、造價低廉低廉。缺點(diǎn)缺點(diǎn): :要求海底地貌平坦，浮筒的漂移、升沉隨環(huán)境條件的要求海底地貌平坦

6、，浮筒的漂移、升沉隨環(huán)境條件的惡劣而增長，這將使水下軟管過度撓曲而易于損壞。在持續(xù)惡劣而增長，這將使水下軟管過度撓曲而易于損壞。在持續(xù)搖蕩期間，工作艇難于靠近，給維修保養(yǎng)工作帶來不便搖蕩期間，工作艇難于靠近，給維修保養(yǎng)工作帶來不便。2 2、單錨腿系泊裝置（、單錨腿系泊裝置（Single Single Anchor Leg MooringAnchor Leg Mooring，簡稱，簡稱SALMSALM） 該裝置它有一個細(xì)長的圓柱形浮該裝置它有一個細(xì)長的圓柱形浮筒，通常直徑約為筒，通常直徑約為67m67m，高度約為，高度約為15m15m。浮筒下面用錨鏈拉住，錨鏈的。浮筒下面用錨鏈拉住，錨鏈的下端固

7、定在海底基座上。由于浮筒具下端固定在海底基座上。由于浮筒具有正的剩余浮力，所以錨鏈?zhǔn)冀K保持有正的剩余浮力，所以錨鏈?zhǔn)冀K保持一定的張力。海底基座是以承受浮筒一定的張力。海底基座是以承受浮筒的正浮力和最大系泊載荷為條件的。的正浮力和最大系泊載荷為條件的。錨鏈與浮筒之間、錨鏈與海底基座之錨鏈與浮筒之間、錨鏈與海底基座之間，都用萬向接頭相連接；這種結(jié)構(gòu)間，都用萬向接頭相連接；這種結(jié)構(gòu)能使整個浮筒和油輪圍繞系泊中心轉(zhuǎn)能使整個浮筒和油輪圍繞系泊中心轉(zhuǎn)動，而無需在浮筒上面安裝軸承和轉(zhuǎn)動，而無需在浮筒上面安裝軸承和轉(zhuǎn)臺。輸油管路不通過浮筒，水下軟管臺。輸油管路不通過浮筒，水下軟管與漂浮軟管合為一條，直通油輪。

8、與漂浮軟管合為一條，直通油輪。 3 3、單浮筒剛臂系泊裝置、單浮筒剛臂系泊裝置（Single BouySingle Bouy Storage Storage，簡，簡稱稱SBSSBS） 該裝置是在懸鏈?zhǔn)礁⊥蚕挡丛撗b置是在懸鏈?zhǔn)礁⊥蚕挡囱b置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要差別是用剛性系泊取代纜繩系泊，差別是用剛性系泊取代纜繩系泊，如圖所示。剛性軛臂與儲油輪之間如圖所示。剛性軛臂與儲油輪之間的鉸鏈連接，允許產(chǎn)生縱搖；它的的鉸鏈連接，允許產(chǎn)生縱搖；它的另一端支持在浮筒上，可以圍繞浮另一端支持在浮筒上，可以圍繞浮筒旋轉(zhuǎn)，并通過萬向接頭連接在一筒旋轉(zhuǎn)，并通過萬向接頭連接在一起，這樣

9、就可使浮筒、剛性軛臂油起，這樣就可使浮筒、剛性軛臂油輪的搖擺角各自獨(dú)立。大多數(shù)剛性輪的搖擺角各自獨(dú)立。大多數(shù)剛性軛臂都設(shè)計成軛臂都設(shè)計成A A字架形式，采用封字架形式，采用封閉的箱型結(jié)構(gòu)。閉的箱型結(jié)構(gòu)。 4 4、單錨腿剛臂系泊裝置（、單錨腿剛臂系泊裝置（Single Anchor Leg StorageSingle Anchor Leg Storage，簡稱，簡稱SALSSALS）該裝置是在單錨腿系泊裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，如圖所示。該裝置是在單錨腿系泊裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，如圖所示。剛性軛臂與油輪是鉸鏈連接，并通過一個允許有相對縱搖和橫剛性軛臂與油輪是鉸鏈連接，并通過一個允許有相對縱搖和橫

10、搖運(yùn)動的鉸鏈接頭與系泊立管相連。鉸鏈接頭通過滾柱軸承連搖運(yùn)動的鉸鏈接頭與系泊立管相連。鉸鏈接頭通過滾柱軸承連接到立管頂部，使臂和油輪能隨風(fēng)擺動。與立管組合在一起的接到立管頂部，使臂和油輪能隨風(fēng)擺動。與立管組合在一起的浮力艙趨于使立管保持垂直位置，從而為油輪保持在停泊點(diǎn)位浮力艙趨于使立管保持垂直位置，從而為油輪保持在停泊點(diǎn)位置提供了恢復(fù)力。立管底部是通過萬向接頭與海底的錨定底座置提供了恢復(fù)力。立管底部是通過萬向接頭與海底的錨定底座相連的。相連的。這兩種類型的系泊裝置，使用的剛性結(jié)構(gòu)，可以減少這兩種類型的系泊裝置，使用的剛性結(jié)構(gòu)，可以減少油輪的自由度，改善其作業(yè)狀況，使整個系泊系統(tǒng)的油輪的自由度，

11、改善其作業(yè)狀況，使整個系泊系統(tǒng)的性能更為穩(wěn)定。性能更為穩(wěn)定。系泊油輪與單點(diǎn)系泊之間的剛性連接，可以系泊油輪與單點(diǎn)系泊之間的剛性連接，可以避免在較惡劣海況下，油輪對浮筒的碰撞和失控飄移以及油輪避免在較惡劣海況下，油輪對浮筒的碰撞和失控飄移以及油輪和浮筒之間的激勵振蕩。這就是使用剛性臂的效應(yīng)。油輪無需和浮筒之間的激勵振蕩。這就是使用剛性臂的效應(yīng)。油輪無需倒車推進(jìn)器或拖輪控制，作業(yè)比較安全可靠。倒車推進(jìn)器或拖輪控制，作業(yè)比較安全可靠。 5 5、導(dǎo)管架塔式剛臂系泊裝置、導(dǎo)管架塔式剛臂系泊裝置 下圖是我國渤海某油田采用的導(dǎo)管架塔式剛臂系泊裝置。浮式生產(chǎn)下圖是我國渤海某油田采用的導(dǎo)管架塔式剛臂系泊裝置。浮

12、式生產(chǎn)儲油輪是借助于系泊剛臂連接到架管架上。系泊頭安裝在導(dǎo)管架頂部中央儲油輪是借助于系泊剛臂連接到架管架上。系泊頭安裝在導(dǎo)管架頂部中央的將軍頭上。系泊頭上安裝有轉(zhuǎn)輸油、氣、水的流體旋轉(zhuǎn)頭和一個轉(zhuǎn)動軸的將軍頭上。系泊頭上安裝有轉(zhuǎn)輸油、氣、水的流體旋轉(zhuǎn)頭和一個轉(zhuǎn)動軸承，它可以使生產(chǎn)儲油輪和系泊剛臂一起繞著導(dǎo)管架轉(zhuǎn)動。承，它可以使生產(chǎn)儲油輪和系泊剛臂一起繞著導(dǎo)管架轉(zhuǎn)動。 系泊臂是一個剛性系泊臂是一個剛性“A”A”字形鋼管構(gòu)架，其前端依靠橫搖字形鋼管構(gòu)架，其前端依靠橫搖-縱搖絞縱搖絞接頭與系泊頭相連接，后端依靠系泊腿與生產(chǎn)儲油輪的系泊構(gòu)架連接。接頭與系泊頭相連接，后端依靠系泊腿與生產(chǎn)儲油輪的系泊構(gòu)架連

13、接。6、固定塔式單點(diǎn)系泊裝置、固定塔式單點(diǎn)系泊裝置 右圖為我國南海某油田采用的一種固定塔式系泊。塔身是圓柱形的，立徑為5.7m。塔底座用鋼樁錨固在海床上。塔身水面上有一防碰圈。旋轉(zhuǎn)接頭安裝在塔頂，一端連接立管，另一端與軟管相連。該系泊的設(shè)計能抗南海的臺風(fēng)。當(dāng)臺風(fēng)來時，系泊的儲油輪可迅速撤離，解脫后的軟管靠自重沉于海底。1）上部結(jié)構(gòu) 固定部分是個直徑為2.3m的圓柱體，是下部結(jié)構(gòu)的延長部分，焊裝有轉(zhuǎn)臺軸承座和三層固定平臺，分別支承著流體旋轉(zhuǎn)頭、電儀設(shè)備、管線系統(tǒng)、閥門、清管器收發(fā)裝置和通道設(shè)施等。 旋轉(zhuǎn)部分包括系泊轉(zhuǎn)臺、防碰圈和轉(zhuǎn)動框架 2）下部結(jié)構(gòu) 下部結(jié)構(gòu)是由一個直徑為5.7m的圓柱體焊接在

14、一個基座上，該基座由三個各成120度的徑向箱形梁構(gòu)成，用6根樁固定在海底，每根樁長60m。 圓柱體內(nèi)安裝有三根用于輸送油、水、氣的剛性立管，采用法蘭跟海底管線連接。3）系泊纜繩 一段耐磨鏈，通過掛鉤連接在單點(diǎn)系泊臂上。 一條周徑68.6cm(27in)，長60m的尼龍纜繩，其最小破壞載荷為1700t。4）柔性軟管：在單點(diǎn)系泊和FPSO油輪之間，連接著兩條懸垂的柔性軟管；在油輪船頭配有可以迅速連接或解脫的接頭裝置，解脫后軟管末端的球閥會自動關(guān)閉，防止原油溢出。 南海挑戰(zhàn)號(FPS)南海勝利號(FPSO)水下生產(chǎn)系統(tǒng)1 1、浮筒：除了固定塔式單點(diǎn)系泊裝置之外，其余類、浮筒：除了固定塔式單點(diǎn)系泊裝置

15、之外，其余類型的單點(diǎn)系泊裝置大多裝設(shè)一個浮筒，以型的單點(diǎn)系泊裝置大多裝設(shè)一個浮筒，以提供提供正浮力以及安裝轉(zhuǎn)盤和流體旋轉(zhuǎn)頭正浮力以及安裝轉(zhuǎn)盤和流體旋轉(zhuǎn)頭之用。浮之用。浮筒尺寸的大小是根據(jù)所需正浮力和結(jié)構(gòu)要求而確筒尺寸的大小是根據(jù)所需正浮力和結(jié)構(gòu)要求而確定的。除了強(qiáng)度上的要求外，浮筒必須滿足水中定的。除了強(qiáng)度上的要求外，浮筒必須滿足水中穩(wěn)定要求，包括在無鏈拖航和最大外界環(huán)境中的穩(wěn)定要求，包括在無鏈拖航和最大外界環(huán)境中的穩(wěn)定。浮筒殼體通常分隔為多個水密艙并滿足一穩(wěn)定。浮筒殼體通常分隔為多個水密艙并滿足一艙不沉不翻。浮筒應(yīng)能承受最大系泊負(fù)荷和外界艙不沉不翻。浮筒應(yīng)能承受最大系泊負(fù)荷和外界環(huán)境負(fù)荷的作

16、用。建成后的浮筒應(yīng)經(jīng)過環(huán)境負(fù)荷的作用。建成后的浮筒應(yīng)經(jīng)過1.51.5倍最倍最大設(shè)計壓力的試驗。大設(shè)計壓力的試驗。單點(diǎn)系泊的主要部件單點(diǎn)系泊的主要部件2、樁腿構(gòu)件：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的樁腿是、樁腿構(gòu)件：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的樁腿是將浮筒支持在將浮筒支持在安裝點(diǎn)的部件安裝點(diǎn)的部件基本上分為基本上分為錨鏈類（或錨鏈錨鏈類（或錨鏈立管）和剛性構(gòu)件立管）和剛性構(gòu)件兩種兩種按數(shù)量劃分有單樁腿和多樁腿之分。按數(shù)量劃分有單樁腿和多樁腿之分。樁腿構(gòu)件之間的連接一般采用萬向接頭。樁腿構(gòu)件之間的連接一般采用萬向接頭。樁腿受力相當(dāng)復(fù)雜，一方面須作動態(tài)分析，另一方面樁腿受力相當(dāng)復(fù)雜，一方面須作動態(tài)分析，另一方面需作水池模型試驗。分析

17、和試驗時，對安裝海域的風(fēng)、需作水池模型試驗。分析和試驗時，對安裝海域的風(fēng)、浪、海流、潮汐、系泊船的參數(shù)等因素都需考慮。按浪、海流、潮汐、系泊船的參數(shù)等因素都需考慮。按照規(guī)范規(guī)定，樁腿必須能承受百年一遇的風(fēng)暴負(fù)荷。照規(guī)范規(guī)定，樁腿必須能承受百年一遇的風(fēng)暴負(fù)荷。規(guī)范規(guī)定，錨鏈的安全系數(shù)一般不得小于規(guī)范規(guī)定，錨鏈的安全系數(shù)一般不得小于3。 3 3、系泊纜繩：系泊纜繩是、系泊纜繩：系泊纜繩是系泊船只系泊船只的主要部的主要部件。按規(guī)范規(guī)定，系泊纜繩最多只能由兩根件。按規(guī)范規(guī)定，系泊纜繩最多只能由兩根組成。它由系泊負(fù)荷決定。設(shè)計單點(diǎn)系泊系組成。它由系泊負(fù)荷決定。設(shè)計單點(diǎn)系泊系統(tǒng)時，系泊負(fù)荷是主要參數(shù)。目前

18、國內(nèi)外海統(tǒng)時，系泊負(fù)荷是主要參數(shù)。目前國內(nèi)外海上油田的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，大多采用尼龍纜繩，上油田的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，大多采用尼龍纜繩，兩端加接一小段耐磨鐵鏈，以避免摩擦損壞；兩端加接一小段耐磨鐵鏈，以避免摩擦損壞；跟油輪連接的一端，還加接一個能快速連接跟油輪連接的一端，還加接一個能快速連接和解脫的止鏈器。和解脫的止鏈器。 4 4、輸油軟管：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的輸油軟管，通常、輸油軟管：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的輸油軟管，通常分為兩段分為兩段，一段是從海底管道的末端管匯連接到浮筒上的流體旋轉(zhuǎn)頭，一段是從海底管道的末端管匯連接到浮筒上的流體旋轉(zhuǎn)頭，稱為稱為水下軟管水下軟管（或者稱為柔性立管）；另一段是從流體旋（或者稱為柔性

19、立管）；另一段是從流體旋轉(zhuǎn)頭連接到儲油輪，稱為轉(zhuǎn)頭連接到儲油輪，稱為漂浮軟管漂浮軟管。水下軟管是由鋼材和。水下軟管是由鋼材和塑性材料兩部分組成，其鋼材部分提供機(jī)械強(qiáng)度，而塑性塑性材料兩部分組成，其鋼材部分提供機(jī)械強(qiáng)度，而塑性材料部分起防漏作用。它具有耐酸性、抗腐性、承受高壓材料部分起防漏作用。它具有耐酸性、抗腐性、承受高壓的特點(diǎn)。漂浮軟管是特制的壓力橡膠管，為了便于安裝制的特點(diǎn)。漂浮軟管是特制的壓力橡膠管，為了便于安裝制成分節(jié)，用鋼接頭連成一串置于水中或浮于水面，漂浮軟成分節(jié)，用鋼接頭連成一串置于水中或浮于水面，漂浮軟管外層包有浮力材料，使其具有浮力以便漂浮安置；管端管外層包有浮力材料，使其具

20、有浮力以便漂浮安置；管端栓有識別浮標(biāo)，以便油輪發(fā)現(xiàn)和打撈，接通油輪管線。漂栓有識別浮標(biāo)，以便油輪發(fā)現(xiàn)和打撈，接通油輪管線。漂浮軟管內(nèi)一般裝有能自動關(guān)閉的截止閥，解脫時以防止原浮軟管內(nèi)一般裝有能自動關(guān)閉的截止閥，解脫時以防止原油溢出。油溢出。5 5、流體旋轉(zhuǎn)頭：流體旋轉(zhuǎn)頭是單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，、流體旋轉(zhuǎn)頭：流體旋轉(zhuǎn)頭是單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它是連通固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間各種流體管道的轉(zhuǎn)換設(shè)它是連通固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間各種流體管道的轉(zhuǎn)換設(shè)備備。流體旋轉(zhuǎn)頭采用一個雙密封系統(tǒng)，它具有模塊化結(jié)構(gòu)，。流體旋轉(zhuǎn)頭采用一個雙密封系統(tǒng)，它具有模塊化結(jié)構(gòu)，在需要作多通道布置時，可以把幾個旋轉(zhuǎn)頭疊裝在一起。在需要作多通道布置時，可以把幾個旋轉(zhuǎn)頭疊裝在一起。規(guī)范中對流體旋轉(zhuǎn)頭的制造和試驗要求十分嚴(yán)格，在系泊規(guī)范中對流體旋轉(zhuǎn)頭的制造和試驗要求十分嚴(yán)格，在系泊負(fù)荷的作用下，必須做到內(nèi)外不漏，抗腐蝕性強(qiáng)，能適應(yīng)負(fù)荷的作用下，必須做到內(nèi)外不漏，抗腐蝕性強(qiáng)，能適應(yīng)多種流體成分和流速高的要求。多種流體成分和流速高的要求。 1 1、系統(tǒng)的彈性：單