可以使FPSO等船体具有风向标效应,即允许所系泊的船体围绕系泊点作360°的风标旋转,从而使得船体始终迎向风、浪、流的合力方向,处于最小受力状态,另外,也减小了船体的运动响应及船体所受的系泊载荷。单点系泊系统是海洋石油开发工程中的重要设置之一,主要有两种作用:一种是用于定位系泊FPSO等船体;另一种是用于外输原油终端。单点系泊系统的水深适应范围大,可系泊超大型FPSO或油轮,抵抗海洋环境能力强,在一定条件下具有良好的经济性。
单点系泊
将浮式生产储油卸油装置(FPSO)等船舶通过一可自由旋转的固定点定位于预定海域,同时具有输送井流、电力和通信等功能的系泊装置。
- 英文名称
- single point mooring system; SPM
- 所属学科
- 海洋学
世界上首座单点系泊系统于1958年由美国IMODCO公司(今SBM Atlantia公司)设计和建造,其目的是为瑞典皇家海军在北欧的瑞典达拉罗港装配一个用途特殊的、可系泊3000吨载重船的系泊系统。20世纪后叶,为了适应海上油田的开发和深海恶劣环境条件的要求,单点系泊技术日新月异,得到了很大的发展。世界上单点系泊系统的类型在不断增加,技术越来越先进,并已被纳入规范,美国船级社(ABS)1975年颁布了单点系泊系统建造入级规范,其他船级社也出台了相应的规范。国外比较著名的研制单点系泊系统的公司有SBM公司、BLUEWATER公司、SOFEC公司和APL公司等。
单点系泊系统的设计种类很多,常见的系泊形式有软刚臂式系泊(soft yoke mooring system)、内转塔单点系泊(inner turret mooring system)、钢悬链线浮筒式系泊(catenary anchor leg mooring)、单锚腿式系泊(single anchor leg mooring)等。
①软刚臂单点系泊。中国渤海海域的软刚臂单点系泊主要分为两种,水上软刚臂式单点系泊和水下软刚臂式单点系泊。其中,水上软刚臂式单点系泊系统主要包含导管架式单点系泊塔、软刚臂、系泊腿、旋转接头以及由立管、跨接软管等组成的输送系统。水下软刚臂式单点系泊系统主要包含孤立塔柱式单点系泊塔、水下旋转软刚臂、系泊链系统以及由跨接软管、电缆等组成的输送系统。水下软刚臂式单点系泊系统减小了单点系泊塔的弯矩,节省钢材。
②内转塔单点系泊。这种系泊形式包括带有配重块的系泊线、系泊线的下端连接到锚固基础,上端连接到系泊内转塔,塔内安装滑环,通过油管油进入滑环,通过滑环油进入FPSO的储油舱。油轮具有风标效应,可以360°旋转,但系泊线不转。
③单锚腿式单点系泊。单锚腿式单点系泊在中国还没有应用,在英国北海有几座FPSO采用了这种单点系泊形式。典型的单锚腿式单点系泊系统包含锚固基础(重力锚、桩锚、吸力锚等)、浮筒、万向接头、旋转轴承和漂浮软管等。该系泊系统在水线面附近的浮筒有很大的浮力,立管整体作用类似一个倒置的钟摆,摆锤在系统发生侧移时会产生回复力。
扩展阅读
- 安国亭.海洋石油开发工艺与设备.天津:天津大学出版社,2001.
- 吴家鸣.FPSO的特点与现状.船舶工程,2012,34(S2):1-4,102.
- 刘志刚,何炎平.FPSO转塔系泊系统的技术特征及发展趋势.中国海洋平台,2006,(5):1-6.