可快速部署的離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)系泊方式分析

懷利敏 胡斌 李艷貞

摘 要：本文對幾種離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和對比分析，推薦了其中一種可快速部署的離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)的系泊方式。

關(guān)鍵詞：離岸油料補(bǔ)給裝置；單錨腿系泊系統(tǒng)

中圖分類號：U674.775 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Several offshore petroleum discharge systems for landing forces are introduced and compared in this paper， and a mooring mode of offshore oil supply system which can be rapidly deployed is proposed.

Key words： Offshore petroleum discharge System； Single anchor leg mooring system

1 前言

后勤油料補(bǔ)給是保障登陸作戰(zhàn)取得勝利的關(guān)鍵因素之一。登陸部隊在敵方海島搶灘登陸后，急需大量的后勤油料補(bǔ)給以保障部隊后續(xù)作戰(zhàn)需求，通過油船實(shí)施海上運(yùn)輸和近岸補(bǔ)給是大規(guī)模油料補(bǔ)給的主要途徑。但是，由于戰(zhàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，登陸海岸附近可能沒有合適的靠泊碼頭或碼頭設(shè)施已遭到嚴(yán)重破壞，這都會給后勤油料補(bǔ)給的實(shí)施帶來巨大的困難。

要實(shí)現(xiàn)油船在無碼頭情況時向岸灘補(bǔ)給油料，需要解決兩個主要問題：一是如何將油船可靠的系泊在海上；二是如何快速建立由海向岸的輸油通道。本文主要針對如何將油船可靠的系泊在海上進(jìn)行分析。

目前常用的離岸系泊輸油系統(tǒng)主要有：多點(diǎn)系泊輸油系統(tǒng)；單點(diǎn)系泊輸油系統(tǒng)；動力定位輸油系統(tǒng)三種形式。美國海軍針對這三種形式分別開發(fā)了兩棲散裝液貨輸轉(zhuǎn)系統(tǒng)（ABLTS）、離岸油料卸載系統(tǒng)（OPDS）及研發(fā)中的動力定位輸油系統(tǒng)。本文對各種離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)進(jìn)行初步分析，并推薦一種適用于登陸作戰(zhàn)的離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)。

2 快速部署離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)分析

2.1 多點(diǎn)系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)

多點(diǎn)系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)有三點(diǎn)式系泊、四點(diǎn)式系泊等形式，每個系泊點(diǎn)由系泊基礎(chǔ)、系泊鏈及系泊浮筒組成。圖1所示為某三點(diǎn)式系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)：油船通過系泊纜與每個系泊點(diǎn)的系泊浮筒相連，輸油管線可使用全漂浮管或者漂浮管+水下管形式。多點(diǎn)系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)布置簡單，不需要大型工程輔助船舶，適用于海況較好的海域，而部署海域可能出現(xiàn)惡劣海況，因此使用范圍受限。

2.2 單點(diǎn)系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)

單點(diǎn)系泊油料補(bǔ)給系統(tǒng)系泊油船噸位大、作業(yè)海況適用范圍廣。目前用于油料補(bǔ)給系統(tǒng)的主要系泊方式有懸鏈?zhǔn)絾吸c(diǎn)系泊系統(tǒng)、單錨腿式系泊系統(tǒng)等。

（1）懸鏈?zhǔn)絾吸c(diǎn)系泊系統(tǒng)

懸鏈?zhǔn)絾吸c(diǎn)系泊系統(tǒng)是離岸原油裝卸中應(yīng)用最為廣泛的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，約占全世界單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的 88%。懸鏈腿式油船系泊系統(tǒng)由多根呈放射線布置的系泊錨鏈、系泊浮筒、轉(zhuǎn)臺以及系泊纜等組成（見圖2），靠懸鏈線形狀變化所產(chǎn)生的張力來提供回復(fù)力。油輪通過系泊纜與系泊浮筒相連，通過漂浮軟管、浮筒上的旋轉(zhuǎn)接頭、水下軟管、海底管道向岸上油庫輸油。

懸鏈腿式單點(diǎn)系泊系統(tǒng)利用多條錨鏈腿重力提供回復(fù)力，錨鏈腿長度長、重量大、海底錨固點(diǎn)多、安裝較為繁瑣，較難滿足快速部署的要求；同時，該系泊系統(tǒng)由中心向外輻射了多根鏈腿，占用海域面積大，在高海況下系泊油船跟系泊系統(tǒng)的干涉可能性較大；另外，該系泊系統(tǒng)要求海底地貌平坦，當(dāng)?shù)顷懞Ｓ虼嬖谳^大的岸灘坡度時，預(yù)張力的不均衡對系泊特性將造成不利影響。

（2）單錨腿式系泊系統(tǒng)

單錨腿式系泊系統(tǒng)是通過錨泊腿將浮筒與海底錨固點(diǎn)相連接，油船經(jīng)過系泊纜或軛架與浮筒連接，由浮筒凈浮力提供回復(fù)力；錨泊腿一端通過重力式基礎(chǔ)或打樁固定于海底，錨泊腿與錨固點(diǎn)底座的連接采用萬向接頭；為了避免錨泊腿與系泊纜之間的碰撞，錨泊腿通常是垂直張緊的單錨鏈或管狀柱體。

單錨腿系泊系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：適應(yīng)于各種天氣條件；結(jié)構(gòu)型式簡單、安裝方便；施工周期短、工程造價低；抗碰撞能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是：錨泊腿在波浪力作用下應(yīng)力變化幅度大、易發(fā)生磨損及疲勞破壞、系泊纜繩及軟管使用壽命較短；系泊能力受系泊纜繩和系泊基礎(chǔ)的限制；水下萬向接頭和旋轉(zhuǎn)接頭維修困難、維修操作費(fèi)用高。但由于登陸作戰(zhàn)的油料補(bǔ)給系統(tǒng)無需長期使用，故錨鏈腿易發(fā)生磨損及疲勞破壞、系泊纜繩及軟管壽命較短的問題可以接受，而且登陸作戰(zhàn)無需大型油船進(jìn)行補(bǔ)給，單錨腿的系泊能力可滿足需求。

單錨腿系泊系統(tǒng)根據(jù)錨腿的類型和油船系泊方式，可分為：軛架立管式單錨腿系泊系統(tǒng)；系纜式單錨腿系泊系統(tǒng)。

軛架立管式單錨腿系泊系統(tǒng)（見圖3）主要由剛性構(gòu)件組成，系泊剛度和系泊力較大，對鉸鏈、萬向轉(zhuǎn)臺、萬向接頭的要求較高。為了實(shí)現(xiàn)軛架與油船的連接，需要對油船進(jìn)行適應(yīng)性改造；軛架的重量大，運(yùn)輸和安裝不便；立管安裝復(fù)雜，每次使用均要拆裝立管，不符合快速部署的要求。

系纜式單錨腿系泊系統(tǒng)（見圖4）：構(gòu)造簡單緊湊，在海底僅一個錨固點(diǎn)，水面連接也不復(fù)雜，基本不需要改造油船；比較容易集成為一體化的模塊，這就為方便運(yùn)輸、快速布設(shè)和撤收創(chuàng)造了條件。美海軍的離岸油料卸載系統(tǒng)就是采用這種單點(diǎn)系泊方式，并已正式裝備后勤部隊。

系纜式單錨腿系泊系統(tǒng)的主要組成如下：

（1）系泊浮筒：是一個鋼質(zhì)圓柱形焊接結(jié)構(gòu)，包括底板、頂板、外筒體、周圍加強(qiáng)材、護(hù)舷等。其采用水密艙壁將浮筒劃分為若干個水密艙，以免浮筒發(fā)生碰撞破損后沉沒。油輪在系泊纜索上的系泊載荷通過浮筒傳遞到錨泊線上，在特定的操作海況下，浮筒提供正浮力矩以及系泊油輪的回復(fù)力；

（2）系泊纜：用于連接系泊浮筒及油船，主要包括連接于浮筒和系纜繩間的浮筒端的防磨鏈裝置、主系泊纜、連接油船端的耐磨鏈、帶有一個支持鏈的浮子等；

（3）錨泊線：將系泊載荷從浮筒傳遞到海底錨固基盤，錨泊線一般采用錨鏈；

（4）海底錨固基盤：在系泊系統(tǒng)中起著連接錨泊線并固定系泊系統(tǒng)的作用，系泊基座可以為樁錨基盤，也可以是一個重力式基座。為考慮海上運(yùn)輸、安裝、布設(shè)和撤收的方便性，該基盤將考慮與上述浮筒、系泊錨鏈、旋轉(zhuǎn)接頭、水下軟管等進(jìn)行綜合集成，形成一體化的基盤模塊；

（5）旋轉(zhuǎn)接頭：實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)從油船向一體化海底錨固基盤之間的連續(xù)無泄漏的輸送，避免漂浮軟管、水下軟管等的纏繞。

2.3 動力定位油料補(bǔ)給系統(tǒng)

動力定位離岸油料補(bǔ)給系統(tǒng)如圖5所示。該系統(tǒng)由一艘專用母船和拖船組成：專用母船存放海底軟管，攜帶建立與岸灘儲油設(shè)施相連的岸灘終端的設(shè)備。專用母船具有DP-2動力定位能力，可在三級海況時提供5000 DWT的油船保持船位所需的推力，保證油料可以通過海管輸送到岸灘；拖船在淺水海域幫助專用母船進(jìn)行軟管的布放和回收，需要時可以裝卸軟管或者輔助拋錨，同時可以提供穩(wěn)定的平臺用于潛水。拖船可能用于輔助將漂浮軟管拉上油船，也可以在油船需要時作為其尾拖船。

動力定位離岸輸油系統(tǒng)部署方便快捷、使用靈活；定位成本不會隨著水深增加而增加，而且操作方便，易于遷移。但動力定位系統(tǒng)是為了解決深海鉆井等要求精準(zhǔn)定位的問題而發(fā)展起來的，使用成本高昂，且難以抵御惡劣海況。

3 小結(jié)

通過以上分析，各種系泊方式對比如表1所示。

由表1可知：系纜式單錨腿系泊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、海況適用性好、便于快速安裝與撤收、成本低，符合登陸作戰(zhàn)油料補(bǔ)給的要求，因此推薦采用系纜式單錨腿系泊系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 海洋石油工程設(shè)計指南[M]. 石油工業(yè)出版社，2007.

[2] 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)設(shè)計思路及原則[J].中國海洋平臺，2013，28（2）.

[3] 懸鏈?zhǔn)絾吸c(diǎn)系泊技術(shù)在設(shè)計和應(yīng)用中的若干問題[J].中國海洋平臺， 2009.

[4] An OPDS Application of Commercial Technology to Military Operational Requirements [J].