可快速部署的离岸油料补给系统系泊方式分析

怀利敏 胡斌 李艳贞

摘 要：本文对几种离岸油料补给系统进行了介绍和对比分析，推荐了其中一种可快速部署的离岸油料补给系统的系泊方式。

关键词：离岸油料补给装置；单锚腿系泊系统

中图分类号：U674.775 文献标识码：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

后勤油料补给是保障登陆作战取得胜利的关键因素之一。登陆部队在敌方海岛抢滩登陆后，急需大量的后勤油料补给以保障部队后续作战需求，通过油船实施海上运输和近岸补给是大规模油料补给的主要途径。但是，由于战场环境的复杂性，登陆海岸附近可能没有合适的靠泊码头或码头设施已遭到严重破坏，这都会给后勤油料补给的实施带来巨大的困难。

要实现油船在无码头情况时向岸滩补给油料，需要解决两个主要问题：一是如何将油船可靠的系泊在海上；二是如何快速建立由海向岸的输油通道。本文主要针对如何将油船可靠的系泊在海上进行分析。

目前常用的离岸系泊输油系统主要有：多点系泊输油系统；单点系泊输油系统；动力定位输油系统三种形式。美国海军针对这三种形式分别开发了两栖散装液貨输转系统（ABLTS）、离岸油料卸载系统（OPDS）及研发中的动力定位输油系统。本文对各种离岸油料补给系统进行初步分析，并推荐一种适用于登陆作战的离岸油料补给系统。

2 快速部署离岸油料补给系统分析

2.1 多点系泊油料补给系统

多点系泊油料补给系统有三点式系泊、四点式系泊等形式，每个系泊点由系泊基础、系泊链及系泊浮筒组成。图1所示为某三点式系泊油料补给系统：油船通过系泊缆与每个系泊点的系泊浮筒相连，输油管线可使用全漂浮管或者漂浮管+水下管形式。多点系泊油料补给系统布置简单，不需要大型工程辅助船舶，适用于海况较好的海域，而部署海域可能出现恶劣海况，因此使用范围受限。

2.2 单点系泊油料补给系统

单点系泊油料补给系统系泊油船吨位大、作业海况适用范围广。目前用于油料补给系统的主要系泊方式有悬链式单点系泊系统、单锚腿式系泊系统等。

（1）悬链式单点系泊系统

悬链式单点系泊系统是离岸原油装卸中应用最为广泛的单点系泊系统，约占全世界单点系泊系统的 88%。悬链腿式油船系泊系统由多根呈放射线布置的系泊锚链、系泊浮筒、转台以及系泊缆等组成（见图2），靠悬链线形状变化所产生的张力来提供回复力。油轮通过系泊缆与系泊浮筒相连，通过漂浮软管、浮筒上的旋转接头、水下软管、海底管道向岸上油库输油。

悬链腿式单点系泊系统利用多条锚链腿重力提供回复力，锚链腿长度长、重量大、海底锚固点多、安装较为繁琐，较难满足快速部署的要求；同时，该系泊系统由中心向外辐射了多根链腿，占用海域面积大，在高海况下系泊油船跟系泊系统的干涉可能性较大；另外，该系泊系统要求海底地貌平坦，当登陆海域存在较大的岸滩坡度时，预张力的不均衡对系泊特性将造成不利影响。

（2）单锚腿式系泊系统

单锚腿式系泊系统是通过锚泊腿将浮筒与海底锚固点相连接，油船经过系泊缆或轭架与浮筒连接，由浮筒净浮力提供回复力；锚泊腿一端通过重力式基础或打桩固定于海底，锚泊腿与锚固点底座的连接采用万向接头；为了避免锚泊腿与系泊缆之间的碰撞，锚泊腿通常是垂直张紧的单锚链或管状柱体。

单锚腿系泊系统的优点是：适应于各种天气条件；结构型式简单、安装方便；施工周期短、工程造价低；抗碰撞能力强；缺点是：锚泊腿在波浪力作用下应力变化幅度大、易发生磨损及疲劳破坏、系泊缆绳及软管使用寿命较短；系泊能力受系泊缆绳和系泊基础的限制；水下万向接头和旋转接头维修困难、维修操作费用高。但由于登陆作战的油料补给系统无需长期使用，故锚链腿易发生磨损及疲劳破坏、系泊缆绳及软管寿命较短的问题可以接受，而且登陆作战无需大型油船进行补给，单锚腿的系泊能力可满足需求。

单锚腿系泊系统根据锚腿的类型和油船系泊方式，可分为：轭架立管式单锚腿系泊系统；系缆式单锚腿系泊系统。

轭架立管式单锚腿系泊系统（见图3）主要由刚性构件组成，系泊刚度和系泊力较大，对铰链、万向转台、万向接头的要求较高。为了实现轭架与油船的连接，需要对油船进行适应性改造；轭架的重量大，运输和安装不便；立管安装复杂，每次使用均要拆装立管，不符合快速部署的要求。

系缆式单锚腿系泊系统（见图4）：构造简单紧凑，在海底仅一个锚固点，水面连接也不复杂，基本不需要改造油船；比较容易集成为一体化的模块，这就为方便运输、快速布设和撤收创造了条件。美海军的离岸油料卸载系统就是采用这种单点系泊方式，并已正式装备后勤部队。

系缆式单锚腿系泊系统的主要组成如下：

（1）系泊浮筒：是一个钢质圆柱形焊接结构，包括底板、顶板、外筒体、周围加强材、护舷等。其采用水密舱壁将浮筒划分为若干个水密舱，以免浮筒发生碰撞破损后沉没。油轮在系泊缆索上的系泊载荷通过浮筒传递到锚泊线上，在特定的操作海况下，浮筒提供正浮力矩以及系泊油轮的回复力；

（2）系泊缆：用于连接系泊浮筒及油船，主要包括连接于浮筒和系缆绳间的浮筒端的防磨链装置、主系泊缆、连接油船端的耐磨链、带有一个支持链的浮子等；

（3）锚泊线：将系泊载荷从浮筒传递到海底锚固基盘，锚泊线一般采用锚链；

（4）海底锚固基盘：在系泊系统中起着连接锚泊线并固定系泊系统的作用，系泊基座可以为桩锚基盘，也可以是一个重力式基座。为考虑海上运输、安装、布设和撤收的方便性，该基盘将考虑与上述浮筒、系泊锚链、旋转接头、水下软管等进行综合集成，形成一体化的基盘模块；

（5）旋转接头：实现流体介质从油船向一体化海底锚固基盘之间的连续无泄漏的输送，避免漂浮软管、水下软管等的缠绕。

2.3 动力定位油料补给系统

动力定位离岸油料补给系统如图5所示。该系统由一艘专用母船和拖船组成：专用母船存放海底软管，携带建立与岸滩储油设施相连的岸滩终端的设备。专用母船具有DP-2动力定位能力，可在三级海况时提供5000 DWT的油船保持船位所需的推力，保证油料可以通过海管输送到岸滩；拖船在浅水海域帮助专用母船进行软管的布放和回收，需要时可以装卸软管或者辅助抛锚，同时可以提供稳定的平台用于潜水。拖船可能用于辅助将漂浮软管拉上油船，也可以在油船需要时作为其尾拖船。

动力定位离岸输油系统部署方便快捷、使用灵活；定位成本不会随着水深增加而增加，而且操作方便，易于迁移。但动力定位系统是为了解决深海钻井等要求精准定位的问题而发展起来的，使用成本高昂，且难以抵御恶劣海况。

3 小结

通过以上分析，各种系泊方式对比如表1所示。

由表1可知：系缆式单锚腿系泊系统结构简单、海况适用性好、便于快速安装与撤收、成本低，符合登陆作战油料补给的要求，因此推荐采用系缆式单锚腿系泊系统。

参考文献

[1] 海洋石油工程设计指南[M]. 石油工业出版社，2007.

[2] 单点系泊系统设计思路及原则[J].中国海洋平台，2013，28（2）.

[3] 悬链式单点系泊技术在设计和应用中的若干问题[J].中国海洋平台， 2009.

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