船舶与海洋工程前沿技术-2011..

锚泊系统设计与分析
王宏伟
锚泊系统设计与分析
பைடு நூலகம்
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2.5 单锚腿系泊系统（SALM）
是较早使用的一种系泊方式。
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浮筒只由一根系泊线系于海底基础，浮筒与油轮之间通过钢性臂连接。 组成：浮筒，存储系统，系泊链（刚性链或管状柱体），柔性管，基础部分 （压载舱或堆积物）。
或风浪流方向单一的区域。
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2．单点系泊
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大部分FPSO的系泊系统属于单点系泊。
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特点：容许FPSO绕单点自由转动，有效地减少风浪流的 作用力，系泊线的尺度也相应地减小。 优点：操作方便、安全、可操作率高。 缺点：制造成本高，技术复杂。 功能：定位系泊功能；液体输送及电力、光控传输功能；
不由水深决定，定位的相对精度随水深而提高，能够快速系
泊与解脱。可以安装较多的立管系统。 缺点：资金和燃料的耗费都很高，系统复杂，比锚链或钢缆系泊更
易于出现失败。
锚泊系统设计与分析 二 系泊方式与系泊材料
1. 悬链线式系泊方式
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系泊线的外形是弯曲的悬链线，一般由锚链和钢缆多个部分组成， 锚链与海底水平相接， 系锚点只受水平方向的力。 系泊线的回复力由其自身的重力而产生。 常用于相对较浅的海域。
可以适应于各种天气条件和很大范围内的水深，施工与安装快捷而经济，适
于改装的油轮。 只能安装1根立管，实践证明SALM的可靠性也较高。
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3 动力定位系统
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动力定位系统是借助于推进器来保持船舶或浮式结构的位置的技术。 使用精密仪器来测定船舶因风、浪、流而发生的位移和方位变化； 通过自动控制系统对位置反馈信息进行处理与计算； 控制若干个推进器发生推力和力矩，使船或浮式结构回复到初始位置和 最有利的方向。
可解脱式内转塔系泊系统具有快速的解脱和回接功能，在极端恶劣条件下可
以迅速解脱以规避各种危险海况，更适合于恶劣环境、季节性飓风区和冰区。
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可解脱式内转塔系泊系统
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2.2 外转塔式系泊系统
转塔位于船体的外部，减少了对船体的必需的维修；
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允许在码头沿岸安装转塔，而内转塔式系泊系统只能在干坞中安装；
外转塔式系泊系统限制了立管的数量； 多用于浅水海域。
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2.3 塔架式单点系泊
油轮与塔之间通过一个永 久性的叉型结构或系船索 布置连接。
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其主要组成部分为：
塔：与海底相连的静态部 分，其上部是与船体相连的转盘；
系泊部分：叉型结构或系船索；
生产传输系统：液体通过海底终端系统传输于立管（连接于塔），然后通过转 台传给软管，最后到达FPSO。塔上有足够的甲板空间以提供管汇系统，辅助 设备等。 适用于中浅水域，可以布置较多的立管系统，施工安装容易，成本较低，适合 于改装的油轮。
在特定的条件下可以实施现场解脱，以保证FPSO及
人命财产的安全。
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2.1 内转塔式系泊系统 常用于中等水深及深水海域的平台，如北海海域；
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主要组成部分： 转塔及其套筒; 液体传输系统; 转盘; 海底锚； 内转塔系泊装置一般设在船艏； 优点：转塔直径可以设计得很大，为布置设备和管汇提供足够 的空间；内转塔嵌入船体之中后可以得到很好的保护。
缺点：转塔的存在对船体结构造成了影响，也减少了舱容；系
泊船的“风标效应”效果受转塔位置的制约。 一般可分为永久式和可解脱式内转塔系泊系统。
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永久式内转塔系泊系统能够保证采油的连续性，使F(P)SO在作业年限内的任 何工况下都能正常工作，绝大多数工况下具有最大的系泊和油气传输能力。
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动力定位系统的主要组成部分： 动力操纵系统：提供定位所需要的所有动力；
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推进器系统：通过控制浮体在水平、纵向及扭转的力，使浮体保持 在指定的位置。 位置测量系统：随时将浮体的具体位置提供给控制系统；
动态定位控制系统：控制浮体在具体的位置和方向，以抵抗外界环
境荷载。 优点：适于恶劣海况的区域，浅水和深水系统都能适用，运行成本
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2.4 悬链式浮筒系泊 （CALM） 通常应用于穿梭油轮或FSOs，是系泊和装卸油轮的最经济有 效的方法。主要部件：
短期系泊部分，用来与油轮之间输入输出液体；
永久系泊部分，用来生产和储存液体； 非永久性系泊部分，永久系泊部分在恶劣环境下具有易于解
脱的能力，以疏散设施。
CALM可以适应于各种天气条件，适应于很大范围的水深， 可以安装少量的立管系统，施工与安装快捷而经济，而且适于 改装的油轮。实践证明CALM的可靠性较高。
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张力腿平台（TLP）也属于多点系泊。只是用张力腱（Tendon） 代替了系泊线.
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多点系泊也可以应用于船体，如FPSO。
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系泊线固定于船头、船尾，呈发散型向外展开，能够阻止 FPSO的横向位移，固定FPSO的方向。 优点：简单，经济，可以安装较多的立管及脐带系统，适合于 改造的旧油轮。 缺点：FPSO方向固定，横向受风浪流力巨大，系泊线的尺度 会相应增大。 FPSO多点系泊系统多适用于设计海况较低的区域，如西非，
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主要内容
一 常用系泊类型介绍 二 系泊方式与系泊材料 三 锚的选择与设计 四 锚泊系统设计过程 五 系泊分析规范
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锚泊系统设计与分析 一 常用系泊类型
1 多点系泊
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对于半潜平台和Spar，常用多点系泊。
半潜
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Spar
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2 张紧式系泊方式
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系泊线与海底以一定的角度相交，系锚点处要同时受水平和铅 直方向的力； 系泊线的回复力主要由其自身的弹性而产生； 张紧式系泊系统在海底占据范围比悬链线系泊系统的小很多； 为了降低系泊线的重量，系泊线通常采用较轻的合成材料； 适应于深水和超深水水域。