FPSO多点系泊的生产设计及建造

屈凤鸣,周 聪,赵定权

(中船澄西船舶(广州)有限公司，广东 广州 511400)

FPSO多点系泊的生产设计及建造

屈凤鸣,周 聪,赵定权

(中船澄西船舶(广州)有限公司，广东 广州 511400)

文章介绍了某VLCC改装FPSO项目中的多点系泊系统的组成结构，并简要描述其生产设计和建造流程，剖析了多点系泊各结构的运作连动原理，总结了生产建造的难点。

多点系泊；挚链器结构；多点廊道张力平台

多点系泊因其简单、经济、可以安装较多的输油立管及脐带系统的优势，较多的应用于旧油船改装FPSO项目中，其生产设计和建造改装为整个改装项目中的重点和难点。

本文所介绍的VLCC改装FPSO海工项目，是目前世界上同类型改装中工程量最大、工程最复杂的项目。此FPSO也是功能最先进的第三代海上浮式生产储油船，全船长346.53 m、型宽58 m、型深31 m。

本船定位系泊系统采用的是多点系泊，艏艉共4组系泊点，每组有6套锚链结构，共24个点,如图 1所示。

图1 多点系泊主甲板实体结构和模型图

1 多点系泊运作原理及构成

1.1 运作原理

海上定位系泊系统主要分为单点系泊和多点系泊2种，其中多点系泊适用于海洋环境良好的地域，相对于单点系泊，其建造成本占有绝对的优势。多点系泊的锚链与船体的连接由主甲板边缘的上导向装置和下方的导链装置组成，链索自主甲板上多点平台的系缆装置进入导向装置，沿着舷侧向下经过船体下部连接点的导链装置通入船底，与系泊浮筒相连[1]。系泊结构能够承受极限环境荷载及索链破断的偶然载荷，正常操作工况下，还能承受长期低周疲劳载荷作用[2]。

1.2 组成结构

本船多点系泊含有4组系泊点，每组6个独立锚链系统，共有24个系泊点，对称分布于船首及船尾。由多点廊道张力结构、悬挂平台、船体护舷、辅助系统组成了主甲板边缘的导向装置；由挚链器结构、挚链器支撑调整装置组成了下连接点的导链装置。

1.2.1 导向装置

多点廊道张力结构为外悬挂式，附着于主甲板舷侧。平台上主要有绞车、起链装置、电动轮、滑移系统、导向装置、控制台、液压单元等其他附属机械结构，滑移系统运行的2根电导轨之间布置了6根导缆悬链管，支撑起了锚链收放导向的起始端。艏艉各有1个液压单元，为平台上的装置提供液压动力，每个液压单元总质量为15.65 t。整个平台在主船体外，不影响全船的总纵弯曲强度，应力较大，采用高强度钢。

悬挂平台设置在舷侧舷顶处，多点廊道起链装置的正下方，提供和储存充裕锚链。链条通过起链装置，由电动轮带动锚链至滑移系统，由滑移系统牵动链索进入悬链管。平台采用AH36高强度钢，对应舱内做T梁和肘板加强。

船体护舷位于悬挂平台下方，防止链索摩擦损害。

辅助系统包含多点系泊的各类辅助眼板和由主甲板舷边控制下方挚链器结构摆动的止动系统。

1.2.2 导链装置

挚链器结构为导链装置的主要结构，每组分布固定6个挚链器，每个挚链器质量达40 t，支撑结构由4层水平平台、垂向封板和格板组成1个波浪状盒子，平台穿过外板，嵌入船体结构，参与总纵强度，有较大的应力作用，为强力构件，多采用高强度钢，并在相关肋位改装换新成肋板结构，增加半肋位，这一部分也是设计建造的难点。

挚链器支撑调整装置位于挚链器结构下方，为船体内外的加强，外部桁架结构连接到挚链器结构，支撑挚链器的导链管，同时设有弹簧销控制其转动角度。

2 下导链装置的生产设计与建造

2.1 结构改装建造内容

2.1.1 导链装置

在接近空载水线的位置，6个挚链器总质量达240 t，与船体连接形成下导链装置，会受到较大的锚链牵动力，此处的整个外板双壳结构都进行了改装，4层支撑挚链器的强力平台直接穿过外板，嵌入船体结构，并在艏部的系泊点增设9档半肋位，艉部增设了10档半肋位。强力平台之间设有垂向带孔隔板和强力肘板以保证强度。

艏部挚链器支撑结构改装范围覆盖从FR94～FR100，L30～L43，新设6档半肋位。4层强力平台采用40DH36-Z和30DH36-Z的高强度钢，外板采用25AH36-Z的板材。船壳内外改装结构平均板厚30 mm，对区域内双壳、纵壁以外的所有框架，纵骨外板进行换新。因建造过程中的实测水线为6 m，水线以上按起重能力和装配顺序划分为6个预制分段，分段包括外板、纵骨、强力平台和部分框架，以外板为胎架面建造，坞外吊装，水线附近范围内的改装在坞内散装完成。预制分段情况见表 1、图2。

表1 艏艉挚链器支撑结构预制分段情况(仅结构)

图2 FPSO船舶导链装置

艉部挚链器支撑结构改装范围覆盖从FR60～FR66，L30～L44，新设10档半肋位。3层强力平台采用40DH36-Z钢，最上面一层采用30DH36-Z的高强度钢，外板依然是25AH36-Z的材质要求。对同样改装区域内双壳、纵壁以外的所有框架，纵骨外板进行换新，原船3#平台部分换新。实测水线以上划分出了6个预制分段，水线附近的改装在坞内散装完成。预制分段情况见表 1、图2。

艏艉挚链器支撑调整装置，位于挚链器支撑结构中间和下方，主要由管桁架结构组成，与船壳有2处采用大肘板形式相连，反面舱内肘板扁铁加强，在每处系泊点设有2层管结构，每层均布6个弹簧卡槽和6个管槽孔来控制挚链器的转向角度和导链管的摆动角度。分段详细情况见表2、图2。

表2 艏艉挚链器支撑调整装置预制分段情况(仅结构)

2.1.2 导向装置

多点廊道张力结构为独立平台，与主甲板和舷顶接触点做局部加强。除去设备，平台上主要结构有2根大T做成的导轨和6个一条线的导链悬立管，整个平台面做格栅铺设；悬挂平台为单层结构平台，平台有1个储链筒，2组链条的限位，面积较小，与外板连接部分换新为25AH36-Z材质，反面T梁肘板加强，平台预制安装，加强结构散装；在悬挂平台和空载水线舭部之间设置4档半圆形的舷侧链条护舷，反面肘板加强，护舷长度跨1档肋位5.7 m，有垫板，见图 3。

2.2 生产设计难点

多点系泊结构多为高强度厚钢结构，受到的应力较大，除确保船壳的封闭性以外，所有的对接焊均为全熔透焊接，多处角焊也采用了全熔透的焊接要求。挚链器支撑结构处外板与强力平台、框架与强力平台、外部肘板隔板与强力平台、框架与Z向钢外板区域均需采用X型坡口全熔透焊接。

图3 FPSO船舶导向装置

无损探伤的布置：按照特殊强力构件的分布和船东的要求布置磁粉检测、射线检测、超声波检测比例，见表 3。

因为系泊点锚链角度要求，器械与结构相接，结构改装的几个数据要点需要确保：①多点廊道张力平台的定位直接影响锚链的角度，平台上的6根导链悬立管必须对心，间距要确保符合设计要求，并在2根平行电导轨中间定位。②上导链悬立管和挚链器必须对心，需要下连接点的支撑结构强力平台上增设对接缝，船外的挚链器结构用于与上导链悬立管对心，然后再割除余量，与船体加强结构的强力平台部分对接。③挚链器支撑结构的4层强力平台需要保证其平台间的间距，建议采用高度定位，以挚链器的器械结构为准。④挚链器支撑结构舱内改装，新增的强力平台与纵骨要保持连续，应力过度要流顺。艏部舱内改装因原船纵骨均为水平，较好处理，但艉部的舱内改装却因原船纵骨斜向收缩布置，另有斜向的原船平台，而强力平台要求水平布置，最终交错成X型结构，许多原船纵骨需要做截断处理，原船平台需要开大U槽以便强力平台与框架穿过，连续问题的处理需要注意。⑤悬挂平台的定位，要确保悬挂平台的链条限位处与多点廊道的起链器对齐。

表3 艏艉挚链器支撑结构无损探伤表

3 结束语

本船作为功能最先进的第3代海上浮式生产储油船，其定位系泊系统采用多点系泊形式，不仅系泊点数较多而且运作较先进。对于浅水作业FPSO，此种高效经济的系泊系统提高了生产作业的效率和安全系数[3]，其应用和建造近几年在我国FPSO的建造改装中也逐渐涉及，此船的多点系泊系统对我们以后建造和设计多点系泊系统也有一定的研究意义。

[1]陈震,王璞,赵耕贤,等. 多点系泊FPSO系泊结构局部强度研究[J]. 船舶工程,2008(2)：5-8.

[2] 周全智,李金英,刘伟. 多点系泊FPSO的系泊结构研究[J]. 船舶工程,2014(S1)：195-197，251.

[3]王天英. 浅海新型FPSO-IQFP多点系泊系统设计研究[J]. 海洋工程,2014(3):89-95.

A description is given to design and building of the spread mooring system of FPSO in VLCC by analyzing the gearing principle of each structure and summarizing the difficulties in its production.

spread mooring system;chain connector;chain tensioning support structure

屈凤鸣(1988-)，女，重庆人，助理工程师，大学本科，主要从事船舶设计开发工作。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.04.015

2016-01-18