Single Point Mooring
茂名30万吨级单点系泊系统属于悬链式锚腿系泊系统(CALM),其结构类型与组成部分如下:
CALM型单点是单点系泊中数量分布最多的一种,全世界目前共有CALM系统超过500座,世界上第一套单点系泊系统就是这种类型。该类型单点的特点是浮筒由若干根呈辐射状布置的悬链锚腿(一般为锚链)固定于海底的锚或桩上的单点系泊装置,浮筒与海底管汇之间用软管连接。
目前,悬链式锚泊系统(CALM)已发展为三种典型的类型,技术发展已经相当成熟,按结构类型分,悬链式锚泊系统(CALM)有三种:滚轮轨道式(Bogie type);转盘式(Turntable type);转塔式(Turret type Buoy)。如图1~3所示。
图1 滚轮轨道式单点浮筒结构示意 图2 转盘式单点浮筒结构示意 图3 转塔式单点浮筒结构示意
滚轮轨道式(Bogie type)的结构与转盘式(Turntable type)的相近,他们的浮筒体(Buoy Body)与锚链连接固定,区别在于滚轮轨道式的三臂转台靠回转主轴承和滚轮轨道支撑,而转盘式的三臂转台完全靠回转轴承支撑。
转塔式浮筒(Turret type Buoy)与滚轮轨道式(Bogie type)和转盘式(Turntable type)最大的不同是它的浮筒体可以自由转动。
CALM型单点主要由浮筒、漂浮软管、水下软管、锚泊系统、海底管道(含海底管汇)和系泊总成等几部分组成,如图4所示。
图4 单点系泊CALM系统示意图
1.浮筒(Buoy Body)
单点浮筒是以提供正浮力和安装旋转装置用,浮筒尺度根据所需正浮力和结构要求决定。除了强度上的要求外,浮筒还必须满足水中稳性要求,包括在无链拖航和最大外界环境中的稳定。浮筒结构示意图如图5所示。
图5 单点系泊CALM型转盘式浮筒示意图
2.漂浮软管 (Floating Hoses)
漂浮软管一端连接浮筒输油平台,一端连接油轮的管汇,为了安装和存放的方便,软管被制成分节,每节长约10米,漂浮软管组一般由多节软管连接组成,如图6所示。
图6 CALM型单点系泊漂浮软管组
3.水下软管(Submarine Hoses)
水下软管的连接方式与漂浮软管相似,一端连接浮筒底输油管道,一端连接海底管汇。水下软管常用的构型有以下三种:中国灯笼型(Chinese Lantern);陡峭波浪型(Steep Wave)和陡峭S 型(Steep S),如图7所示。
图7 a.中国灯笼型 图7 b.陡峭波浪型 图7 c.陡峭S型
4.锚泊系统
锚泊系统是由已浮筒为中心呈放射状排列的6-8条有档锚链组成,锚链将浮筒与海床锚桩相连,将浮筒固定在海面上,防止浮筒位移过大。
5.海底管线及海底管汇
海底管线与单点水下软管通过海底管汇进行连接,另外一端连接岸上油库,用于输送原油等介质。
图8 CALM型单点系泊海底管汇
海底管汇上一般还安装两组液压驱动的阀门,用于隔离水下软管和海底管线,一旦水下软管出现问题时可以关闭这两组阀门,防止海底管线中的原油外泄污染环境。
6.系泊缆总成 (Mooring Hawser)
系泊缆总成由浮筒过渡链、系泊缆、摩擦链和拾取缆绳等组成,用于油轮系泊单点时挂靠单点浮筒,使油轮在风浪流的作用下可绕着浮筒360°旋转。
CALM型单点的卸油流程:油轮→漂浮软管→浮筒输油臂→浮筒旋转头→水下软管→海底管汇→海底管线→岸上油库。岸上油库配备装船系统则装油流程反之,可以实现通过单点系泊系统外装原油。由此可见,单点系泊系统+原油库区=原油中转基地,一个小小的单点系泊终端,可以让一个原油库成为原油上岸下海中转的基地。