第十章 锚泊系统
锚泊
锚泊系统分析与设计
Spar-Mooring
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锚泊系统分析与设计
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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锚泊系统分析与设计
3.2.1 内转塔式系泊系统(Internal Turret Mooring System)
在FPSO所采用的系泊系统中，内转塔式系泊系统应用最广 泛，常用于中等水深及深水海域的平台，如北海海域的FPSOs和 FSOs。 内转塔式系泊系统的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；同 时系泊船的“风标效应”效果受转塔位置的制约。
锚泊系统分析与设计
课程主要内容
第一章 概论，常见的系泊种类和特点 第二章 系泊方式与系泊材料 第三章 锚的种类和特点 第四章 锚泊线静力分析 第五章 锚泊线动力分析 第六章 锚泊系统设计过程 第七章 锚泊分析规范 第八章 锚泊系统疲劳分析 第九章 锚泊系统模型试验 第十章 锚泊系统的安装与维护
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锚泊系统分析与设计
对于半潜平台和单浮筒平台Spar，常用多点系泊。 Semi Mooring
浅谈锚系布置设计
浅谈锚系布置设计摘要锚系系统是船舶上重要系统之一，掌握锚系布置设计方法对于船舶设计者来说至关重要。
本文主要介绍锚系布置、锚系布置设计内容、设计程序和设计注意要点，希望本文能为其他设计人员提供参考。
关键词锚系系统锚系布置设计1锚设备简介1.1 用途、种类:锚泊又称抛锚系留，是船舶的一种停泊方式。
锚设备按使用要求主要有三种：临时锚泊设备、定位锚泊设备（起重、打捞、潜水作业、挖泥、钻井）、深海系留锚泊设备（海调、海测量）。
本篇主要介绍的临时锚泊设备，即通常提到的艏部航行锚设备。
1.2主要组成部分:锚系通常由下列主要部分组成：锚、锚链、锚链筒、锚唇（或锚穴、锚架）、掣锚器、掣链器、导链滚轮、起锚机械、锚链管、锚链舱和弃锚器等。
2锚系布置艏部锚通常采用无杆转爪锚和有档电焊锚链。
中小型船舶一般设置双链轮卧式锚机。
大型船舶，尤其艏部甲板较宽的船舶配置单侧式（单链轮）卧式锚机较为合适。
艏部甲板面积很小或因某些原因不适合卧式锚机采用立式绞盘。
典型锚设备布置：双链轮卧式锚机单侧式锚机双绞盘起锚设备布置3锚系布置设计步骤3.1按船级社规范进行舾装数计算:N=+2Bh+A/10△：夏季载重水线下的型排水量B：型宽H：夏季载重水线到最上层舱室顶部的有效高度A：船长L范围内夏季载重水线以上船体部分和上层建筑及各层宽度>B/4的甲板室侧投影面积总和；按N值从表中选取锚的质量和数量及锚链的规格和长度，结合规格书要求进行实配。
3.1.1 船用锚霍尔锚（GB/T546-97）斯贝克锚（GB/T711-95）AC-14锚（大抓力）波尔锚（大抓力）3.1.2锚链3.1.2.1 分类：有档、无档。
3.1.2.2 材料：AM1、 AM2、AM3、 AM4共四级锚链钢。
3.1.2.3 长度选取: 按船级社规范配置的锚链长度均为27.5的整数倍。
因此，锚链配套时，除中间链节通常长度为27. 5米外，末端链节、锚端链节长度最好也为27.5米。
锚泊系统系泊系统计算方法
锚泊系统系泊分析3.1 锚泊系统的分类按系泊形式分为三种定位系统：单点系泊(Single Point Mooring)、辐射式系泊(Spead mooring)和动力定位(Dynamic Positions)[62] [9]。
以下主要介绍单点系泊系统和辐射式系泊系统。
3.1.1 单点系泊(Single Point Mooring)单点系泊系统与固定码头相比，它的最大特点即系泊方式是“点”，也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”，然后进行装卸货操作。
单点系泊的优点如下：➢单点系泊的将码头由岸边移至海上，解决了世界上绝大部分港口航道较窄、较浅、规模较小，不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾；➢单点系泊具有漂浮式和旋转式的特征，受气候影响较小；➢节约投资：一般情况下，建设同样等级的固定码头，其费用远高于建设单点系泊系统。
单点系泊系统的分类[30][63][9]➢转塔式单点系泊系统转塔式锚泊系统是80年代中期发展起来的一种新型的单点系泊系统。
其特点是在一定位浮体的内部或外部有一转塔，该转塔上系有由多根锚泊线组成的锚泊系统。
转塔上还有多通道的旋转接头，用于传输油类或其它液体。
被定位浮体可绕转塔作水平面内的360度回转，从而使浮体在风标效应作用下处于受力最小的状态。
相对于其它型式的单点系泊系统，转塔锚泊适用于更大的水深及环境条件恶劣的海域。
这种系统移动灵活，安装费用低，便于维修与保养。
转塔式系泊系统分为外部转塔式、内部转塔式、转塔/立管系统的变化(链配重平衡系统、浮式转塔立管系统、立管配重平衡系统等)等几种类型。
➢CALM(Catenary anchor leg mooring)CALM是由重力来提供恢复力的系泊系统有悬链锚腿系泊系统。
CALM系统是由重力提供恢复力的系泊系统的典范，在海上油田开发及输油终端中有着广泛的应用。
按放射线布置的悬链系统是CA1 M 单点的主要组成部分。
【学习】实用锚泊技术
【学习】实用锚泊技术锚泊作为一种停泊方式是每位船舶驾驶员必须掌握的操船基本功，一旦操纵不当会出现断链、丢锚、损坏锚机、甚至走锚、搁浅、碰撞浮筒或碰撞其它船舶等事故。
正确选择锚位、接近锚地的减速标准、适当的锚泊方式、正确的锚泊操纵方法是船舶锚泊安全必须考虑的几个问题。
正确选择锚位一般情况下，大部分港口的锚地范围都是由港方规定，有些港口还给每一船舶指定锚位。
船舶驾驶员应根据海图、航路指南、潮汐表等航海资料确认锚位是否安全，如有疑问应及时地向港方提出。
确认锚位安全后，方可下锚。
在不指定锚位，只给出锚地范围的港口锚地抛锚时，应选择避开航道和船舶进出港口上下引水的交通密集地带。
与海底电缆、海底管道、沉船、海底障碍物等要保持一定的安全距离。
安全锚位的条件（1）适当的水深通常超大型船舶安全锚位的最小水深应保证在低潮时水深大于1.5倍吃水加2/3涌浪高，最大水深最好不要大于90m，防止锚机起锚困难。
（2）良好的底质和较为平坦的海底地形软泥底最好,沙泥底次之,贝壳底较差,石头底不能抛锚。
较为平坦的海底地形有利于锚抓底抓得牢。
锚位应选择离开海底电缆、海底管道、沉船、海底障碍物等。
（3）足够的旋回余地大型船舶一般在外锚地单锚泊，船舶之间锚位距离或与危险物的距离如条件允许应在2n miles左右（至少3倍船长）。
如条件不允许，锚地锚泊船拥挤也应在1n mile左右，特别是锚地底质较差的港口。
船舶接近锚地的减速标准船舶进入锚地前的减速、淌航、试车、控制船舶等步骤，均须提前做好准备，其减速、淌航的时间，视锚地情况而定。
选择适宜的锚泊方式大型船舶的锚泊方式一般选择深水单锚泊。
但是也要考虑到船舶的吨位、外界的风流、底质等因素的影响。
这里只以风浪为例来说明一下锚泊方式的选择。
浪高1.5m以下，风速4级以下时抛锚方法通常采用抛单锚方式锚泊。
在一般情况下左右锚轮流使用。
单螺旋桨船可抛与螺旋桨旋转方向相反一舷的锚，如风流来自某一舷时，则抛上风舷或迎流一舷的锚，如为掉头而抛锚时，则应抛掉头一舷的锚。
海结原理(10)-锚泊定位1.
P
A a b F
T
＝17～20度合适
锚柄拉力：T 锚重力：P 锚爪面土壤阻力：F F与锚爪面法向夹角b与土壤摩擦力有关 锚能入土的条件是T、P、F三个力对点A 的力矩MA>0 锚爪角a的合适范围 a=30~35(沙性土) a=50左右(软土) a＝25～30（硬粘土） 拉力T的提升角度（与水平方向的夹角） 提升角＝0时爪力最大； Tmax与土壤、锚埋藏深度、锚爪有效面积 与锚爪面的粗糙度因素有关；
一般设在平台的首部，系泊时将平台的首部拉住。 这样不论风浪来自任何方向，平台的首部始终迎着波 浪方向，而保持受力较小，活动范围较大。
一、概述
3. 锚泊系统的布置形式
（1）定位锚泊系统
海上风浪可能来自任何方向，因此需要将锚索拉 向四面八方，即呈现辐射状，才能实现定位功能。
通常根据平台的形状布置，矩形平台8（4）根， 三角型平台9（3）根，五角型为10（5）根。 为了提高定位能力在锚索上加预张力，每根锚索加 上相同的预张力。
Tb
l
b
y
Td W cos dl
T T0 / cos
T0 1 dl d 2 W cos
（5） （6）
T0
使提升角等于0，必须使锚索具有足够的 长度。
（1） 微元静力分析
y T
T dT dl
d
dy
T0 无弹性悬垂线 x
T
Wdl dx
(T dT ) cos( d ) T cos 0 (T dT ) sin( d ) T sin Wdl 0
（1） （2）
（2） 微元静力微分方程
T dT dl
d
dy
浅谈锚泊系统基本原理
浅谈锚泊系统基本原理作者：薛俊帅李小波黄良云张思文来源：《科技风》2020年第21期摘要：船舶停泊的方式主要有两种：一种为抛锚停泊，另一种为系缆停泊。
锚泊的优点是抗风浪能力强、作业简单、机动性高等。
但是船舶在进行海上作业时，会不可避免地随着风、浪、海流产生升沉摇动。
如果要长时间處于抛锚状态，同时还要在海平面上保持其位置不变，便要侧重对锚泊线的研究。
针对这些问题，本文从锚泊系统的分类、锚泊线的组成等方面，对锚泊系统现状进行分析，得出了相关结论。
关键词：锚泊系统分类;锚链;锚泊线的组成;定位锚泊系统1 锚泊系统分类通常以定位时长来对锚泊系统进行简化的分类，可分为暂时性、永久性和移动式。
1.1 暂时性锚泊系统这种锚泊系统多应用于钻井船和钻井平台。
因为钻井作业的作业具有周期性，在工作周期内，就要将系留物或平台定位在海中;而处于工作周期外时，锚泊线会随着工作平台的转移而转移，或是进行维修保养，或是改变其在工作时的功能。
1.2 永久性锚泊系统永久性锚泊系统常见于离岸油田的开采，应对不同储量的油田，需要在那设置为其四年至十五年或更长时间的基底固定装置。
这种基底装置的锚泊就是永久性的。
装置的形式包括有：用张力腿固定的张力式平台以及用悬链锚泊固定的拉索和半潜式平台。
1.3 移动性锚泊系统锚泊技术是一种定位技术却带有移动性质，这是十分有趣的，但却恰恰符合了埋管船和铺管船的工作性质。
这些船与辅助船一起工作，由辅助船拖带它们所用的锚与工作船沿着工作路线前进。
需要频繁改变其位置的船舶如拖轮以及某些后勤类船舶的锚泊也属于此类。
2 锚泊线的组成在锚泊系统中，悬链线式锚泊线的组成部分主要有：锚链、锚索、合成纤维绳和为了改善锚泊线的某种性能而增设的各种样式的重块和浮力器件。
在海洋资源开采的初期阶段，锚泊系统的悬链线主要依靠锚链、锚缆且成分单一，而现在，随着海上工作浮动式平台的水深不断增加，对悬链线的组成提出了更高的要求，锚泊线发展为由锚链、锚索、纤维绳乃至电力机械缆等多种成分构成。
工程船舶锚泊系统分析与应用
工程船舶锚泊系统分析与应用随着海洋工程领域的不断发展，工程船舶在海洋资源开发和基础设施建设方面发挥着越来越重要的作用。
为了确保工程船舶在各种环境下的安全和稳定，锚泊系统成为了关键的技术之一。
本文将对工程船舶锚泊系统进行分析，探讨其应用场景，并通过案例分析阐述锚泊系统的实际应用。
在过去的几十年中，工程船舶锚泊系统得到了广泛的研究和发展。
通过对锚泊系统的优化设计，可以有效地提高工程船舶的稳定性、安全性和作业效率。
然而，锚泊系统也存在一些局限性，如受海洋环境影响大、锚泊设施投资成本高等问题。
因此，针对锚泊系统的优缺点，需要对其进行全面的分析。
工程船舶锚泊系统主要由锚、锚链、锚机、锚泊设施及控制系统等组成。
锚的主要作用是抓住海底土壤，提供锚泊力；锚链则连接锚和船舶，起到传递锚泊力的作用；锚机则是用来抛投和回收锚的设备；锚泊设施包括锚穴、趸船等，提供锚泊场地和支撑结构；控制系统则通过对锚机的操作，实现对船舶的定位和稳定。
海洋资源开发：在海洋资源开发过程中，工程船舶需要长时间停留在海面上，此时锚泊系统可以提供稳定的支点，确保船舶的安全和稳定。
海上施工：在海上施工过程中，如海上风电场建设、海洋平台搭建等，需要工程船舶进行各种作业，此时锚泊系统可以提供可靠的定位和稳定，提高施工效率。
海洋科学研究：在海洋科学研究领域，锚泊系统可以为科学考察船提供稳定的支点，确保科考任务的顺利进行。
海洋应急救援：在海洋应急救援过程中，工程船舶需要快速抵达灾区并进行救援工作，此时锚泊系统可以提供可靠的定位和稳定，确保救援工作的顺利进行。
以实际案例为例，某海上风电场建设过程中，工程船舶通过锚泊系统实现了对风电设备的运输和安装。
在锚泊系统的帮助下，工程船舶在海面上实现了可靠的定位和稳定，提高了施工效率和质量。
锚泊系统在海洋平台的搭建和科考任务中也发挥了重要的作用。
工程船舶锚泊系统在海洋工程领域中具有广泛的应用前景。
然而，锚泊系统也存在一些局限性，如受海洋环境影响大、锚泊设施投资成本高等问题。
船舶与海洋工程前沿技术,锚泊
王宏伟
锚泊系统设计与分析
2.2 环境标准
王宏伟
对于永久性的系泊系统，应考虑百年一遇的环境条件。系泊系统设计时风、 浪、流的荷载组合方式有多种，有多套设计标准。比如对于百年一遇的设 计条件时，可有以下三套标准供选择： a.百年一遇的浪和与之相关的风和流； b.百年一遇的风和与之相关的浪和流； c.百年一遇的流和与之相关的风和浪。 当缺少以上荷载组合的资料时，也可以采用以下组合方式： a.百年一遇的风和浪加上十年一遇的流； b.百年一遇的风和流加上十年一遇的浪。 对于临时性的系泊系统，应根据具体情况来确定。
锚泊系统设计与分析
3）合成材料（Synthetic Wire Rope） ）合成材料（ ）
有较大的水平回复力，减小了平台的水平位移； 具有较小的刚度，降低了缆绳的拉伸程度。
王宏伟
缆绳的轴向刚度随轴向张力及力的作用时间而变化，容易偏移，分析起来 比较复杂； 缆绳容易打滑而产生蠕变，因此每隔几年需要重新张紧。 缆绳不能接触海底，只能作为悬浮部分，也不能预放于海底，安装起来也 很复杂。 常用的合成材料有聚酯材料（polyester），聚酰胺材料（aramid），高模 数聚乙烯材料（high modulus polyethylene, HMPE）三种。缆绳可以是 螺旋状，平行股式和六股式。
锚泊系统设计与分析
动力定位系统的主要组成部分 主要组成部分： 主要组成部分 动力操纵系统：提供定位所需要的所有动力； 动力操纵系统
王宏伟
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 推进器系统 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； 位置测量系统 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 动态定位控制系统 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 优点 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 缺点 易于出现失败。
第四篇 第十章 单点系泊系统
第十章单点系泊系统第一节概述海上油田的原油输出，目前大多采用铺设海底管道或油轮驳运两种方式，而油轮驳运则需设单点系泊供停靠。
油田产量稳定高产时，这两种方法各有利弊；当油田开采寿命可疑时（产量少、不稳定）不宜采用海底管道，因其投资大，难于回收，施工难度大，工期长，在海水过深和环境条件恶劣时，还无法施工，采用单点系泊系统就可解决此难题。
同时，无论单点系泊系统以何种类型系住油轮都可自由地绕着单点系泊转动，能使油轮处于海浪流速和风速以及风力综合造成的最小阻力位置。
另外，原油运输费用随着油轮吨位的增加而明显下降，促使巨大型油轮日益增多，而人造深水港的费用高，施工周期长。
因此，从可靠和经济的观点考虑，采用单点系泊系统实为一种最佳选择。
近50年来，为了适应海上油田的开发和深海恶劣环境条件的要求，单点系泊的技术日新月异，得到了很大的发展。
目前世界上单点系泊装置的类型增多了，技术越来越先进并纳入规范，美国船级社（ABS）早在1975年就颁布了单点系泊系统建造入级规范。
国外研制单点系泊系统比较著名的公司有：SBM公司、IMODCO公司、SOFEC公司、MCDERMOTT公司等。
单点系泊系统从20世纪50年代后期发展到现在，已经成为广泛使用的一种海上系泊油轮的方式。
它对海上油田的开发起着极为重要的作用，具有很多优点，而且这种技术本身还在不断地发展之中。
归纳起来，它适用于以下几个方面：①可作为进出口原油的深水港，供大型或超大型油轮系泊和装卸原油，能充分发挥大型油轮经济运输的优越性，而不必花费巨额投资去建设深水港。
②海上大型油田的开发是十分复杂的，固定生产设备的投资大，建设时间长，在储量尚未充分掌握之前，很难作出切合实际的技术决策，采用单点系泊装置为核心的早期生产系统，可以提早开发油田，为油田永久性开发的技术决策提供依据。
③单点系泊装置是边际油田、深海油田及离岸遥远油田经济开采的先进技术手段。
④可在经济上或技术上不宜铺管的海域代替海底输油管道。
锚泊系统的分类
3.1 锚泊系统的分类按系泊形式分为三种定位系统：单点系泊(Single Point Mooring)、辐射式系泊(Spead mooring)和动力定位(Dynamic Positions)[62] [9]。
以下主要介绍单点系泊系统和辐射式系泊系统。
3.1.1 单点系泊(Single Point Mooring)单点系泊系统与固定码头相比，它的最大特点即系泊方式是“点”，也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”，然后进行装卸货操作。
单点系泊的优点如下：单点系泊的将码头由岸边移至海上，解决了世界上绝大部分港口航道较窄、较浅、规模较小，不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾；? 单点系泊具有漂浮式和旋转式的特征，受气候影响较小；节约投资：一般情况下，建设同样等级的固定码头，其费用远高于建设单点系泊系统。
单点系泊系统的分类[30][63][9]转塔式单点系泊系统转塔式锚泊系统是80年代中期发展起来的一种新型的单点系泊系统。
其特点是在一定位浮体的内部或外部有一转塔，该转塔上系有由多根锚泊线组成的锚泊系统。
转塔上还有多通道的旋转接头，用于传输油类或其它液体。
被定位浮体可绕转塔作水平面内的360度回转，从而使浮体在风标效应作用下处于受力最小的状态。
相对于其它型式的单点系泊系统，转塔锚泊适用于更大的水深及环境条件恶劣的海域。
这种系统移动灵活，安装费用低，便于维修与保养。
转塔式系泊系统分为外部转塔式、内部转塔式、转塔/立管系统的变化(链配重平衡系统、浮式转塔立管系统、立管配重平衡系统等)等几种类型。
?CALM(Catenary anchor leg mooring)CALM是由重力来提供恢复力的系泊系统有悬链锚腿系泊系统。
CALM系统是由重力提供恢复力的系泊系统的典范，在海上油田开发及输油终端中有着广泛的应用。
按放射线布置的悬链系统是CA1 M 单点的主要组成部分。
锚链或钢索通常为6～8根，以6根居多这样．即使l根锚链或钢索破断．系统仍能维持稳定[24]。
水下驻留航行器锚泊系统总体设计
本科毕业设计论文题目水下驻留航行器锚泊系统总体设计专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师毕业时间毕业设计任务书论文一、题目水下驻留航行器锚泊系统总体设计二、研究主要内容通过毕业设计，进一步加深对基础知识和专业知识的理解，达到提高综合运用各种知识解决实际问题能力的目的。
水下驻留航行器是一种能够通过锚泊系统在海底保持稳定系留状态的一种新型航行器。
其锚泊系统总体方案设计的主要研究内容包括：（1）锚泊系统的原理方案及其组成；（2）锚泊系统结构布局及其主要设计参数；（3）锚链释放结构设计；（4）锚碇设计方案。
三、主要技术指标（1）航行器总长：7000mm ，最大直径：534.4 mm（2）锚链有效长度：8 m（3）海底洋流速度： 2 kn（4）舱段长度：350 mm四、进度和要求1 - 2周：翻译外文资料，熟悉所要研究的主要内容；3 - 4周：学习UG三维设计软件；5 - 6周：研究锚泊系统原理；7 - 8周：研究锚泊系统结构方案及其组成；9 - 10周：完成锚碇、锚链的结构设计；11 -12周：完成锚链释放结构设计；13 -14周：完成锚泊系统结构布局设计；15 -16周：整理材料并撰写毕业设计论文；17 周：答辩。
五、主要参考书及参考资料[1] 陈作模. 《机械设计》. 北京：高等教育出版社[2] 张宇文.《鱼类外形设计》（上、下）. 西安：西北工业大学出版社[3] 宋博等. 有档锚链外形优化[J]. 造船技术. 2010,2:36-40[4] 游源. CT-Spar 平台疲劳寿命分析及其锚链系泊系统设计[D].上海交通大学硕士学位论文.2008UG等相关软件学习材料学生___________ 指导教师___________ 系主任___________摘要近年来，随着自主水下航行器（AUV）在海洋领域应用愈来愈广泛，自主水下航行器（AUV）的研制受到各国的普遍重视。
情报、监视和侦察是AUV的主要任务，但是目前没有一个国家研制出一种可以深入敌方长时间潜伏来执行监视和侦察任务的远航程AUV。
第十章 锚装置、系缆机和起货机
第十章锚装置、系缆机和起货机第一节锚装置概述第二节锚机实例第三节系缆机第四节起货机第一节锚装置概述一、锚装置的功用为使船舶停泊时，在风浪、水流作用下不被漂移，必须向水底抛锚，利用卧在水底的锚和足够长度的锚链所产生的抓附力，克服外力保持船位不变，称为锚泊。
其功用为： 帮助船舶移动船位；在航行中因故暂时停航或遇到紧急情况时固定船位；其他特殊用途，如登陆艇的冲滩或退滩。
二、锚装置的组成锚装置主要由锚、锚链、掣链器和锚机五部分组成。
锚无杆锚霍尔锚斯贝克锚美国海军锚A 型马氏大抓力锚锚是一种特殊形状的金属重物，它在水底能牢牢地抓住泥沙，使得与之相连的锚的那一端固定下来。
锚按结构可分为：固定锚爪式、活动锚爪式。
锚链焊接链条美国标准链链环DIN5687标准链条80级锚链是锚与船体的连接件，可把船舶拉住，使船舶不致因风浪、水流等作用而漂离。
锚旋转卸扣肯特式连接卸扣连接卸扣末端卸扣转环掣链器掣链器位于锚机与锚链筒之间的甲板上，用以夹住锚链。
抛锚后闸上掣链器，可将锚链的拉力传给船体，使锚机不处于受力状态。
航行时，掣链器承受锚和部分锚链的重力，并将收到锚链筒内的锚紧贴船体，不致发生撞击。
锚机锚机分类：按动力分：电动锚机、液压锚机按锚链轴线布置分：卧式、立式锚机是锚装置中最重要的组成部分，主要由原动机、传动机构和链轮组成。
它主要目的是收放锚链以便起锚和抛锚。
联合型锚机1-原动机；2-掣链器；3-齿轮箱；4-锚链机；5-铰缆筒；6-离合器；7-制动手轮对锚机的要求起锚时，因锚链施加在锚机上的负载变动大，要求锚机能在较大范围内进行速度控制，具有一定的起锚速度并能按不同的要求作业；原动机有足够的功率；备有正反转机构和在抛锚过程中能随时刹住的高效制动装置；结构紧凑，操作灵活，坚固，重量轻，占地少。
第二节锚机实例一、57/62电动锚机图为该锚机传动示意图。
电动机通过弹性联轴器和球面蜗杆-蜗轮9带动太阳轮8传动，与太阳轮啮合的行星齿轮6也随之转。
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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
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
塔式系泊系统
塔式系泊系统：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 其主要组成部分为： 1）塔：与海底相连的静态部分，其上部是与船体相连的转盘 2）系泊部分：叉型结构或系船索
锚泊定位系统设计要求
操作状况 最大张力 锚链或缆 下风松弛缆 最大位移，% 条件 球形接头的最 大偏角，（°） 4° 泥浆 正常钻井 准备停钻 停钻 风暴自存
<1/8断裂强 =1/3断裂强 度 度
2~8 连接 钻井泥浆 5~6 连接 <10 钻井泥浆
1/5~1/2断 裂强度
至少2跟松 弛 8~10 连接 10 水代替泥浆 ，必要时用 海水 停钻，准备 起隔水套管 ，等候好天 气
功能：定位系泊功能；液体输送及电力、光控传输功能
在特定的条件下可以实施现场解脱，以保证FPSO及人民财产的安全
单点系泊系统
浮筒式系泊系统 单点系泊系统 塔式系泊系统 转塔式系泊系统
右图所示为浮筒式锚泊系统，它 由浮筒、锚链、锚桩、转台、系 缆、筒下软管、输油旋转接头和 浮动软管等组成
浮筒式系泊装置
以及宽度超过0.25B的上层建筑和甲板室 hg --- 从夏季满载吃水线量起的船中干舷高度加上上层建筑及所有宽 度超过0.25B的甲板室高度
求得舾装数N后，可查规范中锚泊设备表，即可确定锚的数量、重量和锚链的 直径、长度
2.抓持力法
该法根据锚和锚链在海底的抓持力与作用在平台上的外力相平衡条件，确 定锚和锚链尺寸，其中作用在平台上的外力包括风力、波浪力和海流力
半潜式钻井平台的锚泊
1）半潜式平台的锚泊主要用于定位，但也要考虑拖航和就位时 需求 2）锚泊系统需要有足够大的回复力，以保证平台位于井口上方， 其漂移半径不能超过规定范围 3）在被迫停止钻井作业但隔水套管还没有拖开时，锚泊系统也 要将平台控制在规定的范围内 4）当平台遇到风暴时，隔水套管必须与海底防喷器脱开。这时 平台的漂移半径虽然可以增大，但是平台必须满足安全生存的锚 泊要求
3.1 临时锚泊设备计算
1.舾装数法
我国《海上移动式钻井船入级与建造规范》给出的舾装数公式：
N 2 3 2Bhg 0.1A
பைடு நூலகம்
（适用于确定临时系泊用的锚泊设备）
N --- 舾装数 ∆ --- 夏季满载吃水线的型排水量 B --- 型宽 A --- 侧面面积，包括夏季满载吃水线以上规范所指长度以内的船体，
抓力锚
钻井平台常用大抓力锚 抓力锚的特点： 只有当拉力为水平方向时才能保证 锚的抓力 若拉力具有垂向分力，抓力减小， 锚爪就会被拉出土 锚泊时需使锚链的下端与海底相切
深水中，如果仍要求锚链下端与海底相切来保证锚的抓力， 所需的锚链很长 目前研究出现能承受垂向分力的锚，如采用水泥重块或锚桩 当遇到岩性海底无法打桩时，可采用钻孔灌注锚桩 需做现场试验来确定锚的真正抓力
2.3 FPSO浮式生产系统的锚泊
FPSO浮式生产系统常采用单点系泊系统锚泊 单点系泊系统：在海上将船只（油轮）系泊于一点，使船与海底管线间 通过立管连接，完成海上石油装卸作业的终端装置
单点系泊装置
单点系泊系统
特点：允许船只绕系泊点自由转动，可有效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
2.2 锚泊系统布置型式
定位锚泊系统需要将锚链拉呈辐射状布置，以承受不同方向的风浪
一般矩形平台锚链多为8根，三角平台锚链多为9根，五角形平台锚链多为10根
临时系泊用的锚泊系统一般设于平台首部。系泊时把平台首部拉 住，能始终保证平台首部迎着风浪。此时平台受力状态好，稳性 好，不容易翻沉 定位锚泊系统与临时系泊的锚泊系统的区别： 1）布置型式不同 2）定位锚泊系统在使用中需加预张力，可使系统的回复力大， 增强平台抵抗偏移的能力；而系泊用锚泊系统对漂移没有严格要 求，不用对锚链施加预张力
同样的断裂强度，缆重仅为链重的1/4~1/5,故深水锚泊时应选用锚缆， 或采用锚链和锚缆组合锚泊系统
全链与全缆的锚泊系统比较
系泊方式 收放锚链设备 操作 船型 移动性 可靠性 全缆 大型绞车 中型 良好 可行 全链 大型起链机 中型 良好 可行
对平台的影响
性能 工作时 风暴时 浅水时 存在问题 深水时 大外力时
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
内转塔系泊系统包括永久式内转塔系泊系统、可解脱式内转塔系泊系统 永久式内转塔系泊系统能够保证采油的连续性，使FPSO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
可解脱式内转塔系泊系统
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
自升式钻井平台的锚泊
1）插桩前控制运动的锚泊定位 为确保安全，在自升式平台插桩、升平台前，需要锚泊定位 2）锚泊后的位置调整 当自升式平台完成插桩前的锚泊定位后，平台有可能不处于事先 预定的井位上，需用通过收、放锚缆进行调整，直至平台移到预 定井位后，再放下桩腿，进行升船 3）拖航过程中发生故障要求锚泊 自升式平台在拖航过程中如果遇到大风浪、托缆断裂、拖轮发生 故障或平台所受到的外力大于拖轮托力无法再前进时，平台将失 去控制，很危险。此时需用大抓力首锚抛入海底，将平台临时锚 泊住，等故障排除或大风过后再拖
链的破坏形式：塑性破断、脆性断裂（主要破坏形式）、疲劳断裂，应力腐蚀
（a）无挡链环
（b）有挡链环
锚缆（anchor cable）
锚缆一般由若干根钢丝先拧成股，再由若干股拧成缆 常见的钢缆结构形式：六股式、螺旋股式、多股式（multi strand）。 螺旋股式结构具有较强的纵向刚度和扭转平衡，旋转损耗低，对于深水系 泊系统，常采用此种结构 缆易被擦伤，易出现扭结，易被海水腐蚀和疲劳破坏。钢缆破坏的主要原 因是腐蚀，常采用镀锌和润滑并配合阳极保护的方法来防止腐蚀的发生。 对于螺旋股式钢缆，还通常采用高密度的聚乙烯外壳来防止海水腐蚀钢缆
第十章 锚泊系统
（Mooring System）
授课内容
1 锚和锚链
2
3
锚泊系统的种类与布置型式
锚泊设备计算与要求
4
锚系设计
5 3
锚泊系统定位分析 管节点的强度分析
概述
锚泊系统的可靠性对海上移动式平台尤为重要，是其重要组成部分
锚 锚缆 锚链
锚泊系统
锚机 其他设备 锚架
锚浮标
1 锚和锚链
1.1 锚（anchor） 1.2 锚链（anchor chain）
4.吸力锚：类似于桩锚，但中空的钢管直径要大的多。通过安于钢管顶 部的人工泵使管内外出现压力差。当管内压力小于管外，钢管即被吸入 海底，然后将泵撤走。吸力锚主要靠管侧与土壤的摩擦力来抵抗外力， 能承受水平力和垂向力
5.垂向荷载锚：与传统的嵌入式锚一样，而且深入的更深。可以承受水 平力和垂向力。它是最新发展的一种锚
1/2断裂强 度或走锚
至少2跟松 弛 无限制 不连接 除锚泊系统 外，完全无 作业，平台 不加控制
操作
钻井
钻井，同时 做停钻准备
4 锚系设计
4.1 4.2 4.3
锚链的状态 锚链的悬链线方程 锚链计算
概述
锚链和锚缆都只能受拉；而且各锚索的受力一般来说不是 汇交力系 锚系设计包括： 1）计算每个抛锚点与平台之间的距离 2）确定锚链或锚缆长度
置放时的重心高
水平位移小 能量吸收差，容易走锚 容易走锚 锚的长度受到限制 缆长度大，容易走锚
起锚时重量大
水平移动较大 能量吸收较大 不易走锚 重量加大 比较稳定
2 锚泊系统的种类与布置型式
2.1 移动式平台的锚泊系统 2.2 锚泊系统布置型式 2.3 FPSO浮式生产系统的锚泊
2.1 移动式平台的锚泊系统
3）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 该系泊系统适用于中浅水域，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
3 锚泊设备计算与要求
3.1
临时锚泊设备计算
3.2 移动式平台对锚泊定位系统的设计要求
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
推进器系统：控制浮体在水平、纵向及扭转的力，使浮体保持在指定位置
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失败
塔式系泊系统
塔式系泊系统包括内转塔式系泊系统和外转塔式系泊系统 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 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
3）确定单位长度重量
4）确定断裂强度
4.1
锚链的状态
如右图所示为锚链的三种状态 1）松弛状态：锚链与海底的切 点和锚之间有一段平躺在海底 的锚链 2）临界状态：锚链与海底的切 点和锚所在位置重合 3）张紧状态：锚链与海底没有 切点