4 单点系泊系统解析

4、单锚腿刚臂系泊装置（Single Anchor Leg Storage，简称 SALS） 该装置是在单锚腿系泊装置的基础上发展起来的，如图所示。 刚性轭臂与油轮是铰链连接，并通过一个允许有相对纵摇和横 摇运动的铰链接头与系泊立管相连。铰链接头通过滚柱轴承连 接到立管顶部，使臂和油轮能随风摆动。与立管组合在一起的 浮力舱趋于使立管保持垂直位置，从而为油轮保持在停泊点位 置提供了恢复力。立管底部是通过万向接头与海底的锚定底座 相连的。
面上的大直径的鼓形浮筒，由6根悬链锚固定到海床上。浮筒 上装有旋转接头、装油管汇和系泊臂。旋转接头通过浮筒下 软管与海底管道相连。油轮由缆绳系泊到浮筒。一条漂浮软 管将单点与油轮相连，通过该软管向油轮装油。 优点:结构简单、便于制造和安装；它的组成部件除旋转头 和软管之外，都是常规产品，设计、制造、安装简便、造价 低廉。 缺点:要求海底地貌平坦，浮筒的漂移、升沉随环境条件的 恶劣而增长，这将使水下软管过度挠曲而易于损坏。在持续 摇荡期间，工作艇难于靠近，给维修保养工作带来不便。
下面简单介绍几种单点系泊。
单点系泊系统--塔式悬挂臂座架 单点系泊系统（SPM）是一种塔式系统结构，可使FPSO随风浪作360°回转。即使 FPSO处于旋转状态，SPM油水通道仍可以通过产出液和回注液，而通过电滑环则可使 FPSO为其它油田设施提供动力。悬挂臂配有大型压载浮筒为FPSO提供系泊恢复力。
5、导管架塔式刚臂系泊装置
下图是我国渤海某油田采用的导管架塔式刚臂系泊装置。浮式生产 储油轮是借助于系泊刚臂连接到架管架上。系泊头安装在导管架顶部中央 的将军头上。系泊头上安装有转输油、气、水的流体旋转头和一个转动轴 承，它可以使生产储油轮和系泊刚臂一起绕着导管架转动。 系泊臂是一个刚性“A”字形钢管构架，其前端依靠横摇---纵摇绞 接头与系泊头相连接，后端依靠系泊腿与生产储油轮的系泊构架连接。
这两种类型的系泊装置，使用的刚性结构，可以减少 油轮的自由度，改善其作业状况，使整个系泊系统的 性能更为稳定。系泊油轮与单点系泊之间的刚性连接，可以
避免在较恶劣海况下，油轮对浮筒的碰撞和失控飘移以及油轮 和浮筒之间的激励振荡。这就是使用刚性臂的效应。油轮无需 倒车推进器或拖轮控制，作业比较安全可靠。
4）柔性软管：在单点 系泊和FPSO油轮之 间，连接着两条悬 垂的柔性软管；在 油轮船头配有可以 迅速连接或解脱的 接头装置，解脱后 软管末端的球阀会 自动关闭，防止原 油溢出。
南海挑战号(FPS) 南海胜利号(FPSO)
水下生产系统
单点系泊的主要部件
1、浮筒：除了固定塔式单点系泊装置之外，其余类 型的单点系泊装置大多装设一个浮筒，以提供 正浮力以及安装转盘和流体旋转头之用。浮 筒尺寸的大小是根据所需正浮力和结构要求而确 定的。除了强度上的要求外，浮筒必须满足水中 稳定要求，包括在无链拖航和最大外界环境中的 稳定。浮筒壳体通常分隔为多个水密舱并满足一 舱不沉不翻。浮筒应能承受最大系泊负荷和外界 环境负荷的作用。建成后的浮筒应经过1.5倍最 大设计压力的试验。
2、单锚腿系泊装置（Single Anchor Leg Mooring，简称 SALM）
该装置它有一个细长的圆柱形浮 筒，通常直径约为6~7m，高度约为 15m。浮筒下面用锚链拉住，锚链的 下端固定在海底基座上。由于浮筒具 有正的剩余浮力，所以锚链始终保持 一定的张力。海底基座是以承受浮筒 的正浮力和最大系泊载荷为条件的。 锚链与浮筒之间、锚链与海底基座之 间，都用万向接头相连接；这种结构 能使整个浮筒和油轮围绕系泊中心转 动，而无需在浮筒上面安装轴承和转 台。输油管路不通过浮筒，水下软管 与漂浮软管合为一条，直通油轮。
单点系泊系统
单点系泊系统的发展
50年代后期发展起来，并迅速推广的一种海上 系泊油轮的方式。最早的单点系泊是作为在中东 和远东地区港口装卸油的终端，来代替新的码头或原 有码头的延伸部分。后来发展成为海上油田系泊穿梭 油轮或储油轮的单点系泊。
单点系泊系统的优点
单点系泊的油轮像风向标一样随海流或风向的 变化围绕着单点系泊装置自由转动，油轮总是 保持在最佳的抗风浪位置，通过海底管道输送 来原油经单点系泊立管和旋转接头后再经软管 进入穿梭油轮或储油轮。它具有安全、可靠、 经济等优点，对海上边际油田和早期开发起着 重要的作用。
3、单浮筒刚臂系泊装置 （Single Bouy Storage，简 称SBS）
该装置是在悬链式浮筒系泊 装置的基础上发展起来的，其主要 差别是用刚性系泊取代缆绳系泊， 如图所示。刚性轭臂与储油轮之间 的铰链连接，允许产生纵摇；它的 另一端支持在浮筒上，可以围绕浮 筒旋转，并通过万向接头连接在一 起，这样就可使浮筒、刚性轭臂油 轮的摇摆角各自独立。大多数刚性 轭臂都设计成A字架形式，采用封 闭的箱型结构。
6、固定塔式单点系泊装置
右图为我国南海某油田采用的一种固定塔式系泊。 塔身是圆柱形的，立径为5.7m。塔底座用钢桩锚固 在wenku.baidu.com床上。塔身水面上有一防碰圈。旋转接头安装 在塔顶，一端连接立管，另一端与软管相连。该系 泊的设计能抗南海的台风。当台风来时，系泊的储 油轮可迅速撤离，解脱后的软管靠自重沉于海底。
单点系泊装置的类型
类型：单点系泊装置主要有两种基本类型，即悬链 式浮筒系泊装置和单锚腿系泊装置。
目前在我国海上油田采用的单点系泊装置大概有 4种： 导管架塔式刚性臂系泊装置、固定塔式单点系泊装 置、可解脱式转塔浮筒系泊装置和永久式转塔系泊 装置。
1、悬链锚腿系泊（Catenary Anchor Leg Mooring -----CALM）：这是一种最普通的系泊。它是一个漂浮在水
1）上部结构 固定部分是个直径为2.3m的圆柱体，是下部 结构的延长部分，焊装有转台轴承座和三层 固定平台，分别支承着流体旋转头、电仪设 备、管线系统、阀门、清管器收发装置和通 道设施等。 旋转部分包括系泊转台、防碰圈和转动框架 2）下部结构 下部结构是由一个直径为5.7m的圆柱体焊接 在一个基座上，该基座由三个各成120度的径 向箱形梁构成，用6根桩固定在海底，每根桩 长60m。 圆柱体内安装有三根用于输送油、水、气的 刚性立管，采用法兰跟海底管线连接。 3）系泊缆绳 一段耐磨链，通过挂钩连接在单点系泊臂上。 一条周径68.6cm(27in)，长60m的尼龙缆绳， 其最小破坏载荷为1700t。