單點系泊
關注創建者：姜講蔣醬 創建時間：2023-02-23
單點系泊的實例教程
單點系泊系統成功實現了油輪的海上系泊，適用水深范圍較廣，適應海上極端作業條件。目前現有的大部分單點系泊系統可以在7級大風及浪高3 ~ 5米的情況下進行原油裝卸，年平均工作日達到330個。
同時，單點系泊系統也具有重復使用性，主要部件進行調整后能夠實現相似環境和作業條件下的重復使用。
（3）減小環境力，消耗沖擊能
大部分單點系泊系統采用錨鏈固定方式，在外力作用下能夠產生位移并吸收部分能量。這種型式一方面有效避免了船舶停靠過程中對固定結構的碰撞損傷，另一方面能夠緩沖有效位移反應和峰值系纜負荷。
單點系泊系統包含有允許360°回轉的轉動結構，作業船舶系泊在轉動結構上，能夠隨著風、海浪和海流的變化而圍繞固定結構轉動，最終停留在所受環境力最小的位置。在該位置上能夠有效減小系泊力和作業載荷，保證高效安全的油氣輸送作業。
4 單點系泊系統發展現狀及展望
目前國際上具備單點系泊設計能力的公司主要包括Blue Water和IMODCO等，具備比較豐富的單點系泊設計相關技術和經驗。國內涉及相關領域的設計單位較少，部分船舶及海工公司從事過單點系泊的建造和安裝，包括蓬萊巨濤、大連船舶重工和中遠船務等。
未來隨著海洋石油勘探開發投資的增長，以及FPSO和FSRU等浮式裝置的大量應用，我國單點系泊系統的市場前景依然廣闊。
展開 在海洋工程中，單點系泊系統主要有兩種作用：一是被用于定位系泊浮式生產儲油裝置 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)，二是被用于外輸原油終端。與固定碼頭相比，單點系泊的最大特點即系泊方式是“點”，也就是大型油輪或超大型油輪可以系泊于近海海面上的一個深水“點”，然后進行裝卸貨操作。單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。這是一個具有特別用途、能夠系泊3000噸船舶的系統。40多年來，隨著近海石油勘探開發和海上運輸業的發展, CALM單點系泊技術的發展十分迅速。目前，這種技術已作為一種成熟的海上中轉、倉儲、過駁技術被世界各國競相采用。
CALM單點系泊系統通常由一個能夠漂浮在海面上的浮筒和鋪設在海底的管道組成。浮筒漂浮在海面上，油輪上的原油通過漂浮軟管進入浮筒后，從水下軟管進入海底管線，輸到岸上的原油儲罐。為防止浮筒隨海浪遠距離漂移，用數根錨鏈將其與海床相連，這樣浮筒既可在一定范圍內隨風浪流漂浮移動，增加緩沖作用，減少與巨輪間發生碰撞的危險，又不至于隨海浪漂走。
CALM系統分為Bogey Wheel CALM、Turntable CALM及Turret CALM三種類型。
展開 在海洋工程中，單點系泊系統主要有兩種作用：一是被用于定位系泊浮式生產儲油裝置 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)，二是被用于外輸原油終端。與固定碼頭相比，單點系泊的最大特點即系泊方式是“點”，也就是大型油輪或超大型油輪可以系泊于近海海面上的一個深水“點”，然后進行裝卸貨操作。單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。這是一個具有特別用途、能夠系泊3000噸船舶的系統。40多年來，隨著近海石油勘探開發和海上運輸業的發展, CALM單點系泊技術的發展十分迅速。目前，這種技術已作為一種成熟的海上中轉、倉儲、過駁技術被世界各國競相采用。
CALM單點系泊系統通常由一個能夠漂浮在海面上的浮筒和鋪設在海底的管道組成。浮筒漂浮在海面上，油輪上的原油通過漂浮軟管進入浮筒后，從水下軟管進入海底管線，輸到岸上的原油儲罐。為防止浮筒隨海浪遠距離漂移，用數根錨鏈將其與海床相連，這樣浮筒既可在一定范圍內隨風浪流漂浮移動，增加緩沖作用，減少與巨輪間發生碰撞的危險，又不至于隨海浪漂走。
CALM系統分為Bogey Wheel CALM、Turntable CALM及Turret CALM三種類型。
展開 圖1 不同配重重量對系泊纜恢復力特性影響
FPSO系泊系統采用分組布置，具體為4根系泊纜為一組，分為三組，整個系泊系統由12根系泊纜組成，單組中纜繩間距4°，每組纜繩間距108°。
圖2 系泊布置
根據ABS規范對于單點系泊系統系泊分析環境角度組合建議，對兩種系泊半徑系泊布置進行掃略分析。為了快速得到設計值，分析中采用Ariane作為分析軟件。計算結果表明：當FPSO壓載時纜繩張力較大；當系泊半徑為1200m時，纜繩張力載荷較小，FPSO位移較大。由于當前鋼鏈直徑已經較大，處于安全系數考慮，系泊半徑1200m方案作為最終的系泊系統設計方案。
表2 兩個系泊系統掃略分析結果比較（系泊系統完整工況）
系泊半徑950m
系泊半徑1200m
系泊系統狀態
完整
完整
FPSO裝載狀態
滿載
壓載
滿載
壓載
最大偏移 [m]
26.7
20.9
31.30
23.70
最大張力[Tons]
1097.05
929.74
1007.63
887.92
最小安全系數
1.58
1.86
1.72
1.95
3.耦合分析
為了確保設計的系泊系統能夠滿足立管設計要求需進行立管-系泊系統耦合分析，選取典型工況分別使用Ariane 和Orcaflex進行分析。由于Arian并不能考慮纜繩動態響應，在添加了動力放大系數進行修正后，纜繩張力結果與Orcaflex計算結果非常接近，但FPSO偏移值小于Orcaflex計算結果，因而有必要進行立管-系泊系統耦合計算來進一步的分析。
展開 五、單點系泊系統
考試內容
單點系泊系統類型 單點系統結構組成 常用單點系統的安裝施工工藝
考試要求
1．了解單點系泊系統的類型及結構組成。
2．掌握常用單點系泊系統的安裝過程及施工工藝。
六、海上拖航與重大件運輸
考試內容
海上拖航基本概念 海上拖航方案設計 拖航方案實施與操作技術 重大件運輸方案設計及操作技術
考試要求
1．了解海上拖航基本概念，包括拖航基本要素、種類、方式和條件。
2．掌握海上拖航方案設計，包括航線選擇、拖力和拖航速度計算、被拖物穩性計算、強度計算與校核。
3．了解拖航方案實施過程與操作技術。
4．掌握重大件運輸方案設計及計算方法，包括強度校核、穩性計算、貨物系固、裝卸。
5．了解重大件運輸實施技術。
6．會進行典型重大件海上拖航運輸項目的方案設計。
?參考書目：
1.《救助工程》 熊偉 大連海事大學出版社 2012年（第1版）
2.《打撈工程》 弓永軍 大連海事大學出版社 2012年（第1版）
3.《海洋工程技術基礎》劉志杰 大連海事大學出版社 2012年（第1版）
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單點系泊的最新內容
目前，對海洋平臺的運動響應和艦船單點系泊運動響應的研究較多[1,2]，但是對艦船多點系泊運動響應的研究較少[3,4]，尤其在探索布場參數變化對救撈作業場的影響方面研究較少，因此該文對布場參數對救撈作業場的影響進行了研究，對提高救撈作業場的穩定性具有一定參考價值。
Lee等通過增量和迭代對有限元方法進行改進，推導了單點系泊多段纜繩在波浪力作用下的有限元張力模型，并通過仿真對比實驗驗證了合理性，可應用于纜繩的動態分析。
綜上所述，3種方法都能夠推導得到系泊系統的張力模型。
4 單點系泊系統發展現狀及展望
目前國際上具備單點系泊設計能力的公司主要包括Blue Water和IMODCO等，具備比較豐富的單點系泊設計相關技術和經驗。
??單點或單浮標系泊：這種類型的系泊允許處理石油、原油等液體貨物，用于港口/海岸沒有專用液體貨物裝卸設施的地方。浮標或碼頭使用錨鏈固定在海床上，在規定的范圍內有少量自由移動。水上部分可以自由旋轉，從而使船舶穩定在所需的位置，并允許油船在貨物轉移過程中移動。
（三）海洋工程方面
從上個世紀80年代開始，船舶檢驗局在海洋工程方面針對移動平臺、固定平臺、潛水系統和潛水器、海底管道、海上浮式裝置、海上單點系泊裝置等方面陸續組織制定了法定檢驗法規。
單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。
8 單點系泊裝置
單點系泊裝置是一種將海底管線輸入的油轉輸到油輪上的一種系留設施，其上面設有輸油軟管及其收放裝置，同時設有供船舶系留的纜索，下部與輸油管連接，上部輸油管線經過上部旋轉裝置用軟管與系留船舶連接或直接通過軟管與系留船舶連接，整個設施通過錨索鏈或導管架固定在海床上， 其工作水深一般是在十幾米以至3000m水域。
單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。
北海油田潤育了海洋工程的新技術：優化的半潛式平臺、水泥自重平臺、單點系泊、FPSO等。半潛式平臺的移動問題，導致了TLP的開發70年代中，半潛式平臺得到了大發展；80年代初，半潛式平臺又有第二次發展高峰。混凝土平臺、柔性立管、重型海上浮吊技術革新鞏固了北海在海洋工程領域的重要地位。
1966年開創了第一屆世界著名的海洋技術國際會議（OTC)，60年代海洋石油工業逐步走向專業化和國際化 。
以四個較為完整的實例對使用AQWA進行多體水動力分析、混合模型水動力計算分析、靠泊分析、單點FPSO系泊分析的主要流程與方法進行了介紹。
希望通過本書，能夠使初步接觸海洋工程浮體分析以及初次接觸AQWA軟件的朋友們能夠建立起浮體分析的基本概念與分析思路，快速地掌握軟件操作以及分析浮體問題的方法。
目前本書已經陸續上市，歡迎關注。
