可快速部署的離岸油料補給系統系泊方式分析

懷利敏 胡斌 李艷貞

摘 要：本文對幾種離岸油料補給系統進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給系統的系泊方式。

關鍵詞：離岸油料補給裝置；單錨腿系泊系統

中圖分類號：U674.775 文獻標識碼：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

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

要實現油船在無碼頭情況時向岸灘補給油料，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行分析。

目前常用的離岸系泊輸油系統主要有：多點系泊輸油系統；單點系泊輸油系統；動力定位輸油系統三種形式。美國海軍針對這三種形式分別開發了兩棲散裝液貨輸轉系統（ABLTS）、離岸油料卸載系統（OPDS）及研發中的動力定位輸油系統。本文對各種離岸油料補給系統進行初步分析，并推薦一種適用于登陸作戰的離岸油料補給系統。

2 快速部署離岸油料補給系統分析

2.1 多點系泊油料補給系統

多點系泊油料補給系統有三點式系泊、四點式系泊等形式，每個系泊點由系泊基礎、系泊鏈及系泊浮筒組成。圖1所示為某三點式系泊油料補給系統：油船通過系泊纜與每個系泊點的系泊浮筒相連，輸油管線可使用全漂浮管或者漂浮管+水下管形式。多點系泊油料補給系統布置簡單，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惡劣海況，因此使用范圍受限。

2.2 單點系泊油料補給系統

單點系泊油料補給系統系泊油船噸位大、作業海況適用范圍廣。目前用于油料補給系統的主要系泊方式有懸鏈式單點系泊系統、單錨腿式系泊系統等。

（1）懸鏈式單點系泊系統

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

懸鏈腿式單點系泊系統利用多條錨鏈腿重力提供回復力，錨鏈腿長度長、重量大、海底錨固點多、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的干涉可能性較大；另外，該系泊系統要求海底地貌平坦，當登陸海域存在較大的岸灘坡度時，預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

單錨腿式系泊系統是通過錨泊腿將浮筒與海底錨固點相連接，油船經過系泊纜或軛架與浮筒連接，由浮筒凈浮力提供回復力；錨泊腿一端通過重力式基礎或打樁固定于海底，錨泊腿與錨固點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。

單錨腿系泊系統的優點是：適應于各種天氣條件；結構型式簡單、安裝方便；施工周期短、工程造價低；抗碰撞能力強；缺點是：錨泊腿在波浪力作用下應力變化幅度大、易發生磨損及疲勞破壞、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的限制；水下萬向接頭和旋轉接頭維修困難、維修操作費用高。但由于登陸作戰的油料補給系統無需長期使用，故錨鏈腿易發生磨損及疲勞破壞、系泊纜繩及軟管壽命較短的問題可以接受，而且登陸作戰無需大型油船進行補給，單錨腿的系泊能力可滿足需求。

單錨腿系泊系統根據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；系纜式單錨腿系泊系統。

軛架立管式單錨腿系泊系統（見圖3）主要由剛性構件組成，系泊剛度和系泊力較大，對鉸鏈、萬向轉臺、萬向接頭的要求較高。為了實現軛架與油船的連接，需要對油船進行適應性改造；軛架的重量大，運輸和安裝不便；立管安裝復雜，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（見圖4）：構造簡單緊湊，在海底僅一個錨固點，水面連接也不復雜，基本不需要改造油船；比較容易集成為一體化的模塊，這就為方便運輸、快速布設和撤收創造了條件。美海軍的離岸油料卸載系統就是采用這種單點系泊方式，并已正式裝備后勤部隊。

系纜式單錨腿系泊系統的主要組成如下：

（1）系泊浮筒：是一個鋼質圓柱形焊接結構，包括底板、頂板、外筒體、周圍加強材、護舷等。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：在系泊系統中起著連接錨泊線并固定系泊系統的作用，系泊基座可以為樁錨基盤，也可以是一個重力式基座。為考慮海上運輸、安裝、布設和撤收的方便性，該基盤將考慮與上述浮筒、系泊錨鏈、旋轉接頭、水下軟管等進行綜合集成，形成一體化的基盤模塊；

（5）旋轉接頭：實現流體介質從油船向一體化海底錨固基盤之間的連續無泄漏的輸送，避免漂浮軟管、水下軟管等的纏繞。

2.3 動力定位油料補給系統

動力定位離岸油料補給系統如圖5所示。該系統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施相連的岸灘終端的設備。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。但動力定位系統是為了解決深海鉆井等要求精準定位的問題而發展起來的，使用成本高昂，且難以抵御惡劣海況。

3 小結

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結構簡單、海況適用性好、便于快速安裝與撤收、成本低，符合登陸作戰油料補給的要求，因此推薦采用系纜式單錨腿系泊系統。

參考文獻

[1] 海洋石油工程設計指南[M]. 石油工業出版社，2007.

[2] 單點系泊系統設計思路及原則[J].中國海洋平臺，2013，28（2）.

[3] 懸鏈式單點系泊技術在設計和應用中的若干問題[J].中國海洋平臺， 2009.

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