单点系泊系统解析课件

单点系泊系统单点系泊系统1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。单点系泊系统的发展2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。下面简单介绍几种单点系泊。单点系泊系统的优点3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。

单点系泊系统--塔式悬挂臂座架4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。

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51、悬链锚腿系泊（CatenaryAnchorLegMooring-----CALM）：这是一种最普通的系泊。它是一个漂浮在水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。

1、悬链锚腿系泊（CatenaryAnchorLegM6单点系泊系统解析课件72、单锚腿系泊装置（SingleAnchorLegMooring，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。

2、单锚腿系泊装置（SingleAnchorLegMo8单点系泊系统解析课件93、单浮筒刚臂系泊装置（SingleBouyStorage，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。3、单浮筒刚臂系泊装置（SingleBouyStorag104、单锚腿刚臂系泊装置（SingleAnchorLegStorage，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。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、单锚腿刚臂系泊装置（SingleAnchorLeg11单点系泊系统解析课件125、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。5、导管架塔式刚臂系泊装置13单点系泊系统解析课件146、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海床上。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。6、固定塔式单点系泊装置151）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。1）上部结构164）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。4）柔性软管：在单点系泊和FPSO油轮之间，连接着两条悬垂的17南海挑战号(FPS)南海胜利号(FPSO)水下生产系统南海挑战号(FPS)南海胜利号(FPSO)水下生产系统18单点系泊系统解析课件191、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。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202、桩腿构件：单点系泊系统的桩腿是将浮筒支持在安装点的部件基本上分为锚链类（或锚链—立管）和刚性构件两种按数量划分有单桩腿和多桩腿之分。桩腿构件之间的连接一般采用万向接头。桩腿受力相当复杂，一方面须作动态分析，另一方面需作水池模型试验。分析和试验时，对安装海域的风、浪、海流、潮汐、系泊船的参数等因素都需考虑。按照规范规定，桩腿必须能承受百年一遇的风暴负荷。规范规定，锚链的安全系数一般不得小于3。

2、桩腿构件：单点系泊系统的桩腿是将浮筒支持在213、系泊缆绳：系泊缆绳是系泊船只的主要部件。按规范规定，系泊缆绳最多只能由两根组成。它由系泊负荷决定。设计单点系泊系统时，系泊负荷是主要参数。目前国内外海上油田的单点系泊系统，大多采用尼龙缆绳，两端加接一小段耐磨铁链，以避免摩擦损坏；跟油轮连接的一端，还加接一个能快速连接和解脱的止链器。3、系泊缆绳：系泊缆绳是系泊船只的主要部件。按规范规定，系泊224、输油软管：单点系泊系统的输油软管，通常分为两段，一段是从海底管道的末端管汇连接到浮筒上的流体旋转头，称为水下软管（或者称为柔性立管）；另一段是从流体旋转头连接到储油轮，称为漂浮软管。水下软管是由钢材和塑性材料两部分组成，其钢材部分提供机械强度，而塑性材料部分起防漏作用。它具有耐酸性、抗腐性、承受高压的特点。漂浮软管是特制的压力橡胶管，为了便于安装制成分节，用钢接头连成一串置于水中或浮于水面，漂浮软管外层包有浮力材料，使其具有浮力以便漂浮安置；管端栓有识别浮标，以便油轮发现和打捞，接通油轮管线。漂浮软管内一般装有能自动关闭的截止阀，解脱时以防止原油溢出。4、输油软管：单点系泊系统的输油软管，通常分为两段，一段是从235、流体旋转头：流体旋转头是单点系泊系统的关键部件，它是连通固定部分和旋转部分之间各种流体管道的转换设备。流体旋转头采用一个双密封系统，它具有模块化结构，在需要作多通道布置时，可以把几个旋转头叠装在一起。规范中对流体旋转头的制造和试验要求十分严格，在系泊负荷的作用下，必须做到内外不漏，抗腐蚀性强，能适应多种流体成分和流速高的要求。

5、流体旋转头：流体旋转头是单点系泊系统的关键部件，它是连通241、系统的弹性：单点系泊装置是一种弹性系统，它对外力有复原的反应，有吸收、消耗能量的性能。2、系统的风标特性：单点系泊系统都具有可转动360°的系泊转台，转台上的系泊桩柱带着被系泊的油轮一起，可以自由地绕着系泊中心点转动，并根据风、波浪、海流的方向，整个系统就象风标一样，使油轮处于顺风顺流的位置而改善了系统的受力状况，即所谓系统的风标特性。3、重复使用的性能：相对于海上石油终端中的固定式锚泊系统，单点系泊系统具有重复使用性，其主要部件如浮筒、桩腿、输油软管和流体旋转头等均可稍作修改，搬到另一个具有相近水深和环境条件的位置重复使用。（明珠号/长青号）4、低廉的费用和较快的研制、安装时间：跟其余类型的海上石油终端相比较，单点系泊系统的投资费用和输油作业成本都比较低。单点系泊系统的主要特点1、系统的弹性：单点系泊装置是一种弹性系统，它对外力有复原的25单点系泊系统单点系泊系统26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。单点系泊系统的发展27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。下面简单介绍几种单点系泊。单点系泊系统的优点28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。

单点系泊系统--塔式悬挂臂座架29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。

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301、悬链锚腿系泊（CatenaryAnchorLegMooring-----CALM）：这是一种最普通的系泊。它是一个漂浮在水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。

1、悬链锚腿系泊（CatenaryAnchorLegM31单点系泊系统解析课件322、单锚腿系泊装置（SingleAnchorLegMooring，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。

2、单锚腿系泊装置（SingleAnchorLegMo33单点系泊系统解析课件343、单浮筒刚臂系泊装置（SingleBouyStorage，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。3、单浮筒刚臂系泊装置（SingleBouyStorag354、单锚腿刚臂系泊装置（SingleAnchorLegStorage，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。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、单锚腿刚臂系泊装置（SingleAnchorLeg36单点系泊系统解析课件375、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。5、导管架塔式刚臂系泊装置38单点系泊系统解析课件396、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海床上。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。6、固定塔式单点系泊装置401）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。1）上部结构414）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。4）柔性软管：在单点系泊和FPSO油轮之间，连接着两条悬垂的42南海挑战号(FPS)南海胜利号(FPSO)水下生产系统南海挑战号(FPS)南海胜利号(FPSO)水下生产系统43单点系泊系统解析课件441、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。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452、桩腿构件：单点系泊系统的桩腿是将浮筒支持在安装点的部件基本上分为锚链类（或锚链—立管）和刚性构件两种按数量划分有单桩腿和多桩腿之分。桩腿构件之间的连接一般采用万向接头。桩腿受力相当复杂，一方面须作动态分析，另一方面需作水池模型试验。分析和试验时，对安装海域的风、浪、海流、潮汐、系泊船的参数等因素都需考虑。按照规范规定，桩腿必须能承受百年一遇的风暴负荷。规范规定，锚链的安全系数一般不得小于3。

2、桩腿构件：单点系泊系统的桩腿是将浮筒支持在463、系泊缆绳：系泊缆绳是系泊船只的主要部件。按规范规定，系泊缆绳最多只能由两根组成。它由系泊负荷决定。设计单点系泊系统时，系泊负荷是主要参数。目前国内外海上油田的单点系泊系统，大多采用尼龙缆绳，两端加接一小段耐磨铁链，以避免摩擦损坏；跟油轮连接的一端，还加接一个能快速连接和解脱的止链器。3、系泊缆绳：系泊缆绳是系泊船只的主要部件。按规范规定，系泊474、输油软管：单点系泊系统的输油软管，通常分