船形FPSO多点系泊的甲板机械型式简介

船形FPSO多点系泊的甲板机械型式简介
崔宇涛;潘方豪;张莹;施海涛
【摘要】随着FPSO在世界范围内的广泛应用,永久系泊系统作为FPSO的核心设备,也根据不同的应用环境和自身特性划分为许多型式.对于船形FPSO的永久系泊系统来说,较为常见的为单点系泊系统和多点系泊系统.文中重点对目前已经应用过的船形FPSO多点系泊系统的甲板机械型式进行分类介绍,并对多点系泊系统的甲板机械主要原理进行简要概述.
【期刊名称】《船舶》
【年(卷),期】2017(028)003
【总页数】4页(P85-88)
【关键词】船形FPSO;多点系泊;系泊型式;甲板机械
【作者】崔宇涛;潘方豪;张莹;施海涛
【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011
【正文语种】中文
【中图分类】U664.4
目前世界范围内应用的FPSO，其外形大多数为船形，只有少部分为圆筒形或者多边形等［1］。

本文所探讨的多点系泊系统也仅针对船形FPSO，多点系泊定位主要用于有主控风向的海域，如东南亚、西非、巴西的特定海域［2］。

布置系泊系
统时，使船首对着主控风向的来向，船体受风、浪、流等环境载荷为最小。

多点系泊系统的设计主要包含船体部分甲板机械型式的选取、系泊缆型式的选取以及海底定位锚型式的选取等方面。

对于甲板机械的型式，其主要的分类取决于锚缆在船体上的张力调节装置和出缆方式。

本文将主要针对多点系泊的甲板机械部分所包含的型式和特点进行说明，并介绍其主要工作原理。

多点系泊是指锚泊系统与船体有多个接触点［3］，把FPSO系泊在固定位置。

其与单点系泊的区别在于，该系统的系泊和传输功能不是一个整体，而是各自独立的。

系泊链直接与FPSO相连，液体传输模块通常悬挂在FPSO的舷侧，由管汇终端（PLEM）作为立管与FPSO的连接界面［4］。

上文提到的“接触点”，也就是本文所论述多点系泊系统的甲板机械。

多点系泊系统甲板机械的型式按照出链位置可分为水上出链和水下出链，如果按照系泊缆张力调节型式来分又可分为行走锚机提升式、旋转型链式顶重器提升式、绞车牵引提升式以及可移动的锚链起重器提升式。

前三种型式一般配备水下导缆器，水下出链，可移动的锚链起重器提升式一般用水上出链型式的比较多。

1.1 行走锚机提升式
利用行走锚机进行单根锚链的张力调节在目前较常见，其优点就是所耗费的人力较少。

此种型式基本全为水下出链，水下出链的多点系泊设备一般需要在船的四个角设置供设备安装的平台，下端设置导链器。

在平台上，需要设置供锚链通行的锚链管及掣链器，并且配备一台牵引绞车，绞车可以通过拖曳式或履带式牵引活动锚机平台在特定轨道行走，而控制锚链张力的提升锚机则安装在行走锚机平台上，参见图1。

根据需要，牵引绞车将平台牵引到需要操作的锚链上方，将提升锚机上的锚链与系泊链连接，连接好后将系泊链掣链器开启，完成提升作业后，再利用掣链器将锚链卡住，解脱系泊链与提升锚机的连接，从而完成一次作业。

需要说明的是，提升锚
机也可以改为垂直提链器，其基本原理是一致的。

此种型式不仅自动化程度高，还有一个重要的优点，那就是该系统的独立性较强，无需在船体上设置锚链舱或借助船上设备进行张力调节，而这个特点也决定了这种型式广泛应用于FPSO的改装设计中。

以油轮改装FPSO闻名的SBM公司就大量采用该型式。

图2为SBM公司改装FPSO“CIDADE DE SAQUAREMA”号的实船应用图。

1.2 旋转型链式顶重器提升式
此种系泊型式的水下导链器与其他水下出链型式的系泊设备是一致的，区别在于甲板上对于锚链张力的调节方式，参见图3、下页图4。

该型式采用旋转型链式顶重器进行张力调节，主要原理为通过油缸（可以是单油缸也可以是双油缸）对系泊链导向轮进行顶推或者释放，导向轮带动系泊链转动，从而完成对系泊链的张力调节。

相对于行走锚机型式，此型式所用零部件较少，操作更为简单，对于甲板面空间非常紧张的FPSO来说，布置优势非常明显。

但此型式也存在以下缺点：由于通过油缸的往复来顶推链轮，在单方向调节张力时，油缸的每次往复都需要掣链器的配合；因此，完成整个张力调节过程所需时间较长，并且每根系泊链配备一个链式顶重器，也要相应设置对应数量的锚链舱，供一小段锚链收放。

但从综合角度来看，此种型式在新建FPSO中深受业主青睐，并且设备也很容易采购。

图5为SCANA 公司为Dana Petroleum的Western Isles项目提供的链式顶重器。

1.3 绞车牵引提升式
此种型式的构造较简单，在舷边只需设置甲板导链器、水下导链器、掣链器等设备即可实现多点系泊功能，其锚链张力调节是依靠在船中附近配备的绞车来实现的。

从绞车出来的牵引缆通过导缆滚轮与需要调节张力的锚链相连接，待张力调整完毕后，通过掣链器固定系泊链，脱开牵引缆；同样方法，缆绳可以对两舷任何一根系
泊链进行张力调节。

与前两种方式相比，绞车牵引提升式最大的优点就是经济，但在设备布置时，对于空间的要求也较高，绞车需要在FPSO船中找到合适位置存放，并且要保证在缆
绳通行范围内不能有障碍物。

另外，此种方式的自动化程度稍低，大部分工作需人工完成，操作也相对略复杂。

此种型式目前在较老的FPSO上应用较为广泛，新
建FPSO的多点系泊系统则多采用旋转型链式顶重器提升型式。

图6为“London Marine Consultants”公司为某FPSO设计的多点系泊方案。

1.4 甲板舷边出链型式
甲板舷边出链式多点系泊设备的构造较简单。

由于其是从甲板舷边直接出链，因此不需要配备水下导链器，只需在甲板上配备导链器和掣链器即可。

为了满足其张力调节功能，一般都会配备一个可移动的锚链起重器，参见图7。

此种型式一般应用于首尾部线型变化较大的FPSO，在费用和布置空间方面具有很大优势，但相应的缺点也较为突出：首先，应用此种型式的系泊缆锚链直径不宜过大，否则可移动的锚链起重器尺寸会很大，移动和操作起来很不方便；其次，船体的受力点位置较高，对船体的浮态影响比水下出链要大；再者，由于该型式在甲板舷边出链，船体周围的系泊链是露出水面的，因此可能会对供应船行驶或靠泊产生影响。

此种型式优缺点分明，实船应用不如前三种广泛。

图8为YISON公司旗下运营的FPSO，因设备本身特点，该FPSO仅适用于海况非常好的西非海域。

本文通过对不同型式的多点系泊甲板机械型式进行比较和研究，得出如下结论：（1）采用多点系泊型式的船形FPSO在世界范围内已经广泛应用。

需要说明的是，它们大多用于较为良好的海况，恶劣的海况一般采用单点系泊系统。

因此，可以说多点系泊系统的应用存在一定局限性。

（2）多点系泊系统具有良好的经济性，相比于造价昂贵且被世界几大公司垄断的
单点系泊设备来说，多点系泊设备构造简单、操作方便的优势非常明显。

（3）随着多点系泊设备的不断应用和发展，设备厂家生产的多点系泊设备型式也不尽相同；但从原理上来说则是大同小异。

本文所列仅为目前较常规的用法，但不排除组合型式或特殊型式应用于实际工程中。

【相关文献】
［1］Bybeek. Agbami project： People and partnership delivering a world scale field development ［J］. Journal of Petroleum Technology，2009（10）：40-42.
［2］吕立功，景勇，温宝贵，等. FPSO 系泊系统设计上的考虑［J］. 中国造船， 2005 （S1）：348-356.
［3］李展. 浮式生产储油装置（ FPSO ）及其系泊系统［J］.广东造船， 2006（3）：40-45. ［4］Park I K，Shin H S，Chung H W，et al. Development of a Deep Sea FPSO Suitable for the Gulf of Mexico Area ［C］// Offshore Technology Conference，Houston，Texas U.S.A，6-9 May，2002.。