极浅水单点系泊FPSO低频响应分析
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。 ⑤能系泊海上石油加工处理厂，回收和利用石油伴生气，使海洋石油资源得到合理利用。 271
单点系泊系统防污探讨
单点系泊防污探索 单点系泊技术是一种先进的海上原油装卸技术，通过单点浮筒这种“浮动的码头”，就可以供大型油轮系泊和装卸原油，充分发挥了大型船舶运输的优点，符合世界航运事业发展的趋势。单点系泊技术的出现，改变了港口码头概念，摆脱了地理环境的束缚。这种技术己作为一种成熟的海上中转、仓储、过驳技术被世界各国竞相采用，世界各地正在使用的单点系泊已达到400多套。与修建码头相比，单点系泊具有投资少，见效快，回收投资周期短，无需深水岸线和航道等优点。茂名港二十五万吨级单点系泊是我国引进的第一套单点系泊系统，1994年11月建成投产至今，己安全营运了9年，取得了良好的经济效益，并积累了一定的管理经验。本文旨在在茂名港单点系泊防污实践的基础上，探索单点系泊防污抗污的有效途径。 一、单点系泊技术 单点系泊系统由锚泊系统、单点浮筒、三臂旋转系统、水下软管、海底管线系统、漂浮软管系统、系泊缆等几大部分组成，单点浮筒由锚泊系统固定在指定的海洋位置，通过水下软管与海底管线连接，其上面装有三臂旋转系统，由系泊臂、输油臂、平衡臂组成，能360度旋转，输油臂连接漂浮软管，系泊臂连接系泊缆，平衡臂起平衡作用，使浮筒保持正浮状态。卸油时，超级油轮通过系泊缆系泊在单点浮筒上，漂浮软管与油轮上管汇相接，油轮油舱内的原油由油轮上的货油泵输送，通过连接在油轮
管汇岐管上的漂浮软管，到达单点浮筒中央的旋转头——产品分配装置，再经浮筒内的固定管道，通过水下软管和海底管线到达岸上油罐。旋转头是单点系泊系统的技术核心，能确保三臂旋转系统绕浮筒360度旋转时，原油能不渗漏地顺利装卸。卸油时，油轮带动三臂旋转系统一起围着浮筒外壳360度旋转，使船首总是迎着风流，始终处于最小的受力状态。 二、单点系泊防污特点 单点系泊系统由于结构的特殊性，所处海域位置较为开阔、气象、海况等自然条件较港湾码头更为复杂恶劣，防污任务更为艰巨，防污抗污也呈现出不同的特点： （一）、系统结构复杂，防污任务重。单点系泊的防污监督管理，应包括单点系泊及靠泊油船两部分。与港内油码头相比，单点系泊更复杂，设备容易损坏，污染海洋更直接，防污任务更重。单点系泊系统在海上有相当长的管线——海底管线、水下软管、漂浮软管、浮筒。以茂名港单点系泊为例，系统有海底管线15.32公里，水下软管30米，漂浮软管298米。由于设备长年累月处在恶劣的海况下，经受台风、热带气旋、海浪、潮流的袭击，经历恶劣的天气变化，对系统设备的损害非常严重，比较容易损坏造成污染事故的环节有水下软管、漂浮软管、单点浮筒及管路上的各种阀门、软管与软管和软管与浮筒的接合点等部分，漂浮软管上的破断阀也是单点防污的重要环节，按照设计，漂浮软管受到强拉力时，能够最先自动解脱，并且能自动关闭，以在紧急
单点系泊系统方案
单点系泊系统系泊锚：海底系泊锚可采用吸力锚、大抓力锚、桩锚等形式。 系泊退：采用悬链线的系泊方式，以FPSO为中心呈放射状 布置，由锚链、缆绳、配重块等部件构成。 水下基盘：只设置1套水下基盘，用于海管与柔性立管的 连接。 旋转轴承：与FPSO连接的旋转轴承必须能使FPSO进行360 度的自由旋转。 旋转接头：预留未来周边油田并入增加设备的空间。 光钎滑环、公用滑环。 2、查找并学习相关的单点系泊系统关键技术探讨。 单点系泊系统悬链腿系泊系统（CALM）：依靠悬链效应来产生恢复力； 单锚腿系泊系统（SALM）：依靠浮筒的净浮力来产生恢复 力； 转塔系泊系统（STP）：CALM系统的不同类型； 固定塔式系泊系统（FTM）：依靠缆索的弹性来产生恢复 力； 软刚臂系泊系统（SYM）：依靠重力势能来产生恢复力； 悬链腿系泊系统（CALM）：如下图所示。它使用一个大直径（约10~17m）的圆柱形浮筒作为主体，以4条以上的长垂曲线锚链固定在海底基座上。浮筒上部是一个装有轴承可旋转360度的转台。中心部位的流体旋转头，下面连接着水下软管和海底输油管汇，上面连接着漂浮软管并通向油轮。油轮是用缆绳系泊在浮筒转台的桩柱上。 CALM主要优点是结构简单、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。缺点是要求海底地貌平坦，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。
单锚腿系泊系统（SALM）可以分为带立管和不带立管两种形式，带立管SALM 既适用于浅水区，又适用于深水区，如果用于深水区，则锚链下端需连接一段有输油管的立管，立管上头与锚链铰接，下头铰接在海底基座上。立管可在任意方向摆动。流体旋转头安装在立管顶部。流体旋转头以上的所有部件都可以转动。不带立管SALM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。下图为不带立管SALM。
单点系泊系统与FPSO
单点系泊系统与FPSO Single Point Mooring System and FPSO 单点系泊储油装置(Single Point Mooring Storage Tanker) 由单点系泊浮筒与储油驳船两大部分组成。单点系泊浮筒用4～8根锚链固定在海底。浮筒上有转盘和旋转密封接头。储油驳船与单点浮筒的转盘用钢丝绳或钢臂连接，可作360旋转，似风标，使之保持在受力最小的方位。原油从海底管线经过单点上的旋转密封接头进入储油驳船；运油轮则从储油驳船上装油外运。 世界上第一个单点系泊浮筒于1959年在瑞典的德提奥港投产，用作深水输油码头。1974年发展了钢臂式单点系泊储油装置,用A字形钢架代替钢丝绳连接，避免了储油驳船与浮筒的碰撞，减少了大量维修工作。1980年在菲律宾海域安装了第一座浮式生产、储存、装卸系统。可在该系统上进行油气处理、储存和外输。1981年11月又发展了一种软钢臂连接，在菲律宾近海油田设计和安装，适合于浅水恶劣海况。单点系泊装置结构简单，成本低，适用水深大，发展较快,已有200多座单点系泊装置投入使用。但在有冰的海域尚无采用这种装置的实例。 单点系泊卸油装置(Single Point Mooring Offloading Tanker) 单点系泊油轮不用靠港，而是在离岸足够水深处，设置一浮单点卸油装置，通过漂浮在海面上的浮筒和铺设在海底与陆地贮藏系统连接的管道，将油卸输至岸。（相对优势：由于没有深水港，原油进入受到了运输条件和成本的极大限制。）而传统的固定码头卸油方式是：油轮进港靠泊，通过管道卸油至岸。
单点系泊系统卸油装置 国内外研制单点系泊系统的著名公司 SBM公司、IMODCO公司、SOFEC公司、MCDERMOTT公司
一种简易单点系泊系统的可行性研究
第34卷第1期 2000年1月 上海交通大学学报 JO U RN AL O F S HAN GHA I JIAO TO N G U N IV E RSIT Y Vol.34No.1 Jan.2000 收稿日期:1999-03-15 作者简介:刘建成(1974～),男,博士. 文章编号:1006-2467(2000)01-0132-05 一种简易单点系泊系统的可行性研究 刘建成1 , 李润培1 , 顾永宁1 , 张剑波 2 (1.上海交通大学船舶与海洋工程学院,上海200030; 2.胜利油田钻井工艺研究院,东营257017)摘 要:针对渤海海域海上油田的开采,提出了一种简易单点系泊系统,并在考虑风、浪、流三种载荷同时作用的情况下,对该系统的可行性从总体上加以论证.利用设计谱理论计算油驳的波浪诱导 纵荡力,利用经验公式计算油驳风力和流力,将以上三种力线性叠加得到系泊力;利用设计波理论,由Mo rison 公式计算平台自身所受波流力,利用经验公式计算风力.在考虑平台同时受到系泊力、波流力、风力的作用下,计算平台的结构应力,最后选用API RP 2A-W SD 规范,对平台构件进行屈服校核和冲剪校核.分析校核表明,该简易系泊系统是可行的,且具有经济有效等特点,适用于边际油田开采. 关键词:海洋平台强度;单点系泊;海上油田 中图分类号:U 674.38+ 1 文献标识码:A Feasibility Study on Simply Equipped Single Point Mooring System LIU J ian -cheng 1, LI Run -pei 1, GU Yong -ning 1, Z H AN G J ian -bo 2 1.Schoo l of Naval Architecture &Ocean Eng.,Shanghai Jiao to ng Univ.,Sha nghai,200030,China; 2.Well -Drilling Technolo gy Inst .o f Sheng li Oil Field ,Do ng ying 257017Abstract :A sim ply equipped single point moo ring system ,in which a n oil storag e tanker is moo red o n the w ell head platfo rm w ith the aid of mo oring ro pe,w as proposed fo r the exploitatio n o f Shengli Offshore Oil Field in Bohai Sea ,and the feasibility study on the system w as introduced .The wav e induced surg e force o n the sto rage tanker w as calculated by using the design spectrum theory .The wind force a nd cur rent fo rce acting o n the tanker were calculated according to the ex perim ental form ulas.The moo ring fo rce w as assumed to be the superpositio n of the abov e three forces.Then,the env iro nmental forces acting o n the m oo ring pla tform w as w o rked out in accorda nce with the desig n w av e method .The calcula tion of the stresses of the pla tform under the actio n of moo ring force,w ave fo rce,wind fo rce and current fo rce w as perfo rmed,and the yield check and punching shear check o f the com po nents w ere com pleted based o n API RP 2A -W SD .The feasibility study show s tha t the system is safe for the no rmal exploitatio n o f Sheng li Offsho re Oil Field ,a nd the system can be econo mically and efficiently used in the ex ploitation o f ma rgin oil fields of shallo w w ater. Key words :offsho re pla tform streng th;sing le point moo ring sy stem;marine oil field 我国渤海采油区域一般属于浅海,在边际油田的开采过程中,存在着许多中小型的采油平台.对于原油的储运,若按照深海大型采油平台的做法设置 大型系泊装置,如软刚臂(yo ke)单点系泊系统,或铺 设管道.从安全和技术的角度讲,这样做能满足作业要求.但这两种方法都过于复杂,设备投资大,采油成本高,甚至使一些小储量的油田失去开采价值,造成自然资源浪费.所以从经济角度讲,需要新的简易系泊系统.
【doc】文昌油田单点系泊系统海上安装
[doc]文昌油田单点系泊系统海上安装文昌油田单点系泊系统海上安装笫15卷第1期 2003年2月 中国海上油气（工程） CHINAOFFSHOREOILANDGAS （ENGINEERING） Vol. 15. No. 1 Feb.. 2003 文昌油田单点系泊系统海上安装 房晓明 海洋石油工程股份有限公司，天津塘沽,300452 摘要文昌13-1/13-2油田单点系泊系统是按照100年一遇海况下FPSO不解脱条件进行设 讣的?采用内转塔浮筒形式允许整个单点系泊系统在海上提前安装，缩短了FPSO 回接的时间. 总结该单点系泊系统在海上安装作业过程中的成功经验和教训，主要介绍有关施工技术和施工方 法并提出改进建议,供工程管理和技术人员在进行类似工程项LI中借鉴和参考. 关键词单点系泊吸力锚配重链内转塔式系泊浮筒柔性立管海上安装1文昌油田单 点系泊系统 1.1油田表面工程设施 文昌13-1/13-2油田位于海南省文昌市以东 132, 136km的海域，该海区水深117m（最低天文 潮），风大浪高，受台风的影响较大?该油田表面工 程设施见图1.
图1文吕13—1/13—2油田表面丄程设施 文昌13—1/13—2油田井口平台生产的油，水和 天然气通过海底管道混输至海底基盘管汇，再通过连 接海底基盘管汇和单点浮筒的柔性立管进入嘲? FPSO系泊在单点系泊系统的内转塔式浮筒上，它可进行油，水和天然气的分离和处理，并将处理合格的原油存入储油舱，最后通过穿梭油轮运走.1.2单点系泊系统 文昌13-1/13-2油田单点系泊系统（以下简称STP系统）是挪威APL公司设计的,该系统LI询为国内结构尺寸最大，抗环境荷载能力最强的内转塔式单点系泊 系统?山于该系统要抵抗台风并在100年一遇的海况条件下不解脱FPSO,其系泊腿 采用了3组X3套的分组布置形式，各系泊腿的直径和长度都较大，并且增加了9 套100m长的配重链.该STP系统的总体布置图见图2. 1.3STP系统的主要组成 该STP系统主要有以下儿个部分组成.图2STP系统总体布置 号 号 1）内转塔式系泊浮筒 结构尺寸为3. 4m（上部直径）X 10. 0m（下部 2中国海上油气（工程）2003正 直径）X 14. 0m（简体高度），重量为2548kN. 2）9个吸力锚 每个吸力锚的结构尺寸为5. 5mX13. lm（简体最大高度），重量为73okN,设计人泥深度为U.5ITI. 3）9套系泊腿 布置形式为3组X3套，各组之间夹角为120.,每套之间的夹角为5. 单套组成:140ITRTIX2. 50ITI钢缆（浮筒侧）4, 142rnlTl X100ITIX 3根配重链4, 142rnlTlX （15, 30） m 长度调整链