柳 宏

●（中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司，遼寧大連 116600）

中遠(yuǎn)船務(wù)10.5萬噸穿梭油輪簡介及應(yīng)用前景

柳 宏

●（中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司，遼寧大連 116600）

隨著地球上內(nèi)陸石油資源的逐日枯竭，人類逐漸轉(zhuǎn)向?qū)ι詈＜夹g(shù)的發(fā)展和能源的研究。大量深海中的海洋油田開采需要大量穿梭油輪來進(jìn)行輔助運(yùn)輸。基于這樣的市場需求，中遠(yuǎn)船務(wù)自行設(shè)計(jì)和建造了10.5萬噸穿梭油輪。

穿梭油輪；動(dòng)力定位系統(tǒng)；艏部裝載系統(tǒng)

0 引言

隨著地球上內(nèi)陸的石油資源的逐日枯竭，世界各國對海上石油寄予厚望。由于淺水油氣產(chǎn)量的下降，世界各國開始對深海石油資源展開了爭奪。由于深海的采油平臺(tái)離大陸較遠(yuǎn)，大陸架的地形復(fù)雜多變，鋪設(shè)輸油管線變的很困難，只能用油船來運(yùn)輸深海中采油平臺(tái)上的石油。由于在深海中，海況比較惡劣，一般普通的油船不能應(yīng)付海上無法預(yù)知的海況，所以一種能適應(yīng)惡劣海況，性能比普通油船優(yōu)秀的船隨之產(chǎn)生，這就是穿梭油輪（Shuttle Tanker）。

穿梭油輪如同物流公司的信件收集車一樣，穿梭于海上油田的各個(gè)采油終端，收集采油平臺(tái)的原油，裝滿后運(yùn)抵至原油處理地，如陸地上的煉油廠等的一種海洋工程船舶。穿梭油輪配有DP（Dynamic Positioning，動(dòng)力定位）系統(tǒng)及BLS（Bow Loading System，艏部裝載）系統(tǒng)，它的穩(wěn)定性能比普通油輪好得多。

1 全球主要穿梭油輪的服役和在建情況概述

全球范圍內(nèi)較大的穿梭油輪公司有兩家，一個(gè)是Teekay公司下屬的Teekay Offshore 公司，現(xiàn)在TeekayOffshore 公司有40條穿梭油輪，其中4條還在建造之中，將在2013年下半年交付使用。這40條穿梭油輪的艙容從5萬到1百萬桶，船體都為雙殼結(jié)構(gòu)，平均船齡為11年。另一個(gè)是Knutsen OAS Shipping AS公司，該公司現(xiàn)有21條穿梭油輪在營運(yùn)。

1987年大連船廠自主研發(fā)和建造了中國第一艘最大的11.5萬噸和11.8萬噸穿梭油輪；2007年中遠(yuǎn)船務(wù)自主研發(fā)設(shè)計(jì)并建造了10.5萬噸和5.9萬噸穿梭油輪；2011年5月韓國現(xiàn)代重工和Knutsen NYK海洋油輪公司簽訂了1+2艘12.3萬載重噸的阿芙拉型穿梭油輪訂單，已經(jīng)確定的船舶將在2013年6月份交付。2011年6月韓國三星重工從Teekay Offshore Partners公司獲得4艘15.4萬載重噸的穿梭油輪訂單，新造船的交付為2013年4月至11月，交付之后將與英國BG公司簽署為期10年的長期包租合約。2011年9月29日熔盛重工集團(tuán)有限公司從上海北海船務(wù)股份有限公司獲得1+1艘7.5萬噸穿梭油輪訂單。

2 中遠(yuǎn)船務(wù)10.5萬噸穿梭油輪的概述

由中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司技術(shù)中心自主研發(fā)設(shè)計(jì)并在南通中遠(yuǎn)船務(wù)建造的10.5萬DWT穿梭油輪，其設(shè)計(jì)和建造填補(bǔ)了我國在先進(jìn)穿梭油輪設(shè)計(jì)建造上的空白，對推動(dòng)我國深海油氣鉆井配套裝備走向世界，具有里程碑意義[1]。

該穿梭油輪是為KNUTSEN OAS SHIPPING AS 公司設(shè)計(jì)建造的當(dāng)代先進(jìn)海洋工程船舶，以滿足挪威國家石油公司和巴西國家石油公司及DNV船級社對穿梭油輪的建造標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司技術(shù)中心對此船擁有基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)何生產(chǎn)設(shè)計(jì)全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，多項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

與常規(guī)油輪相比，該穿梭油輪具有更好的操縱性能，具備在FPSO、FSO、采油平臺(tái)、岸基之間進(jìn)行原油駁運(yùn)；艏裝載系統(tǒng)可以在海上浮態(tài)和供給與接受雙方都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)原油的準(zhǔn)確傳輸；裝備DP-2動(dòng)力定位系統(tǒng)，擁有可調(diào)螺距螺旋槳主推進(jìn)器、艏艉各1臺(tái)伸縮式側(cè)推進(jìn)器和1臺(tái)管隧式側(cè)推進(jìn)器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航、無人機(jī)艙等系統(tǒng)功能，滿足復(fù)雜海況下各項(xiàng)特種海工作業(yè)要求。該船裝備有減少VOC（揮發(fā)有機(jī)化合物）排放系統(tǒng)，有利于對環(huán)境污染的控制，成為符合環(huán)保低碳設(shè)計(jì)要求的綠色海洋工程船舶。

該船設(shè)有動(dòng)力定位系統(tǒng)、可調(diào)螺距螺旋槳、先令舵、艏艉側(cè)推系統(tǒng)、無人機(jī)艙、直升飛機(jī)平臺(tái)等。該船載重105000t，總長246.8m，兩柱間長233m，型寬42m，型深22.5m，設(shè)計(jì)吃水15m，結(jié)構(gòu)吃水15.3m，續(xù)航力13500海里，航速14.3kn，無限航區(qū)，船級社為DNV，※1A1。

該船的船體結(jié)構(gòu)使用的鋼板除了特別說明以外用的都是低碳鋼和高強(qiáng)度鋼，高強(qiáng)度鋼的屈服應(yīng)力為32kg/mm2，并用于該船的貨艙區(qū)域的縱向構(gòu)件的上部和下部和中縱艙壁，以及受應(yīng)力較大的橫艙壁和受應(yīng)力較大的甲板平臺(tái)上；低碳鋼用于船體結(jié)構(gòu)的其它部分，而且規(guī)定，該船使用的高強(qiáng)度鋼的質(zhì)量要占全船鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的 45%以上。該船的船體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的尺寸按著 CSR(Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers)的要求來設(shè)計(jì)和制造。在DNV船級社要求下，在北大西洋海況環(huán)境下，在貨艙區(qū)域中縱艙壁和縱向肋骨連接到橫艙壁和橫向肋骨的結(jié)構(gòu)的疲勞壽命最小值為 25年[2]。該船的肋骨間距為800mm，強(qiáng)肋骨間距為3200mm，縱向肋骨間距為810mm。該船的典型節(jié)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)對齊應(yīng)根據(jù)中國造船標(biāo)準(zhǔn)及船級社要求。

在10.5萬噸穿梭式油輪上裝有BRUNVOLL公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的兩臺(tái)管遂式側(cè)推和兩臺(tái)伸縮回轉(zhuǎn)式側(cè)推，船首和船尾分別裝有管遂式側(cè)推和兩臺(tái)伸縮回轉(zhuǎn)式側(cè)推各一臺(tái)。船首管遂式側(cè)推型號(hào)為FU-100-LTC-2750，輸入功率為2000kW，槳葉為可調(diào)距式，為四葉槳，螺旋槳直徑為2750mm。船尾管遂式側(cè)推型號(hào)為FU-80-LTC-2000，輸入功率為1100kW，槳葉為可調(diào)距式，為四葉槳，螺旋槳直徑為 2000mm。船首和船尾的伸縮回轉(zhuǎn)式側(cè)推型號(hào)為AR-10Q-LNC-2600，輸入功率為2200kW，定距四葉槳，螺旋槳直徑為5200 m。

船舶動(dòng)力定位（Dynamic Positioning，簡稱DP），是一種可以不利用錨系而自動(dòng)保持海上浮動(dòng)建造物的定位方法[3]。船舶動(dòng)力定位的基本功能為艏向控制，定點(diǎn)控制和航跡控制。動(dòng)力定位系統(tǒng)由船位顯示儀、電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)構(gòu)和推進(jìn)器等部件組成。工作時(shí)，電子計(jì)算機(jī)隨時(shí)可根據(jù)船位儀所測定的船位數(shù)值，自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)，改變推進(jìn)器的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速或葉片的螺矩，以調(diào)節(jié)船位。有的動(dòng)力定位系統(tǒng)，還可根據(jù)風(fēng)力的變化，提前發(fā)出信號(hào)來抵消風(fēng)力的影響。采用動(dòng)力定位的海上浮動(dòng)裝置，在海上鉆探作業(yè)時(shí)不需要拋錨，這不僅減少了復(fù)雜的拋錨過程和工序，而且工作的水深亦不受錨系長度的限制，甚至可在水深大于1000m以上的深度進(jìn)行工作[4]。

此船滿足DNV船級社的DP-2等級，即有源組件或發(fā)電機(jī)，推進(jìn)器，配電盤遙控閥門等系統(tǒng)單故障時(shí)，不會(huì)發(fā)生地位失常。但是當(dāng)電纜、管道和手控閥等靜態(tài)元件發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)發(fā)生定位失常[5-8]。

3 結(jié)束語

在日益激烈的石油資源爭奪中,深海石油資源已逐步成為世界各國的主要目標(biāo)。這些區(qū)域往往距離陸地較遠(yuǎn)，海底地形復(fù)雜不利于敷設(shè)輸油管線，穿梭油輪因?yàn)榫哂袕?qiáng)大的抵抗巨大風(fēng)浪的能力以及巨大的儲(chǔ)油能力,其投資成本低、見效快等諸多優(yōu)勢，使其成為了當(dāng)今海洋石油開發(fā)的主要工作運(yùn)輸船舶。

為適應(yīng)市場需要，除本文論述的 10.5萬噸穿梭式油輪外，中遠(yuǎn)船務(wù)還自主設(shè)計(jì)開發(fā)和建造了5.9萬噸穿梭式油輪，這兩種船型與常規(guī)油輪相比，具有更好的操縱性能并能在浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置、采油平臺(tái)和岸基之間進(jìn)行原油駁運(yùn)，是集當(dāng)代世界最新技術(shù)及設(shè)備于一體的自動(dòng)化程度極高的先進(jìn)船舶。該船的設(shè)計(jì)和建造填補(bǔ)了我國在先進(jìn)海洋工程船舶設(shè)計(jì)建造上的空白，對推動(dòng)我國深海油氣鉆井配套裝備走向世界具有里程碑的意義。

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[8]李進(jìn)良, 李承曦, 胡仁喜. 精通FLUENT 6.3流場分析[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.

Introduction and Application Prospects of Cosco Shipyard 105000 t Shuttle Tanker

LIU Hong
(Cosco Shipyard Group Co., Ltd., Liaoning Dalian 116600, China)

As the earth inland petroleum resource exhaust day by day, the research on the development of deep water technology and deep water energy resources is carried out. A large number of deep sea oil field explorations need a lot of shuttle tankers for auxiliary transportation. Based on the market demand, COSCO Shipyard Group designs and constructs the type of 105000 t shuttle tanker by the own company.

shuttle tanker; dynamic positioning; bow loading system

U664.44

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柳宏（1975-），男，工程師。研究方向?yàn)楹Ｑ蠊こ獭?/p>