屈鳳鳴,周 聰,趙定權

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511400)

FPSO多點系泊的生產設計及建造

屈鳳鳴,周 聰,趙定權

(中船澄西船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 511400)

文章介紹了某VLCC改裝FPSO項目中的多點系泊系統(tǒng)的組成結構，并簡要描述其生產設計和建造流程，剖析了多點系泊各結構的運作連動原理，總結了生產建造的難點。

多點系泊；摯鏈器結構；多點廊道張力平臺

多點系泊因其簡單、經濟、可以安裝較多的輸油立管及臍帶系統(tǒng)的優(yōu)勢，較多的應用于舊油船改裝FPSO項目中，其生產設計和建造改裝為整個改裝項目中的重點和難點。

本文所介紹的VLCC改裝FPSO海工項目，是目前世界上同類型改裝中工程量最大、工程最復雜的項目。此FPSO也是功能最先進的第三代海上浮式生產儲油船，全船長346.53 m、型寬58 m、型深31 m。

本船定位系泊系統(tǒng)采用的是多點系泊，艏艉共4組系泊點，每組有6套錨鏈結構，共24個點,如圖 1所示。

圖1 多點系泊主甲板實體結構和模型圖

1 多點系泊運作原理及構成

1.1 運作原理

海上定位系泊系統(tǒng)主要分為單點系泊和多點系泊2種，其中多點系泊適用于海洋環(huán)境良好的地域，相對于單點系泊，其建造成本占有絕對的優(yōu)勢。多點系泊的錨鏈與船體的連接由主甲板邊緣的上導向裝置和下方的導鏈裝置組成，鏈索自主甲板上多點平臺的系纜裝置進入導向裝置，沿著舷側向下經過船體下部連接點的導鏈裝置通入船底，與系泊浮筒相連[1]。系泊結構能夠承受極限環(huán)境荷載及索鏈破斷的偶然載荷，正常操作工況下，還能承受長期低周疲勞載荷作用[2]。

1.2 組成結構

本船多點系泊含有4組系泊點，每組6個獨立錨鏈系統(tǒng)，共有24個系泊點，對稱分布于船首及船尾。由多點廊道張力結構、懸掛平臺、船體護舷、輔助系統(tǒng)組成了主甲板邊緣的導向裝置；由摯鏈器結構、摯鏈器支撐調整裝置組成了下連接點的導鏈裝置。

1.2.1 導向裝置

多點廊道張力結構為外懸掛式，附著于主甲板舷側。平臺上主要有絞車、起鏈裝置、電動輪、滑移系統(tǒng)、導向裝置、控制臺、液壓單元等其他附屬機械結構，滑移系統(tǒng)運行的2根電導軌之間布置了6根導纜懸鏈管，支撐起了錨鏈收放導向的起始端。艏艉各有1個液壓單元，為平臺上的裝置提供液壓動力，每個液壓單元總質量為15.65 t。整個平臺在主船體外，不影響全船的總縱彎曲強度，應力較大，采用高強度鋼。

懸掛平臺設置在舷側舷頂處，多點廊道起鏈裝置的正下方，提供和儲存充裕錨鏈。鏈條通過起鏈裝置，由電動輪帶動錨鏈至滑移系統(tǒng)，由滑移系統(tǒng)牽動鏈索進入懸鏈管。平臺采用AH36高強度鋼，對應艙內做T梁和肘板加強。

船體護舷位于懸掛平臺下方，防止鏈索摩擦損害。

輔助系統(tǒng)包含多點系泊的各類輔助眼板和由主甲板舷邊控制下方摯鏈器結構擺動的止動系統(tǒng)。

1.2.2 導鏈裝置

摯鏈器結構為導鏈裝置的主要結構，每組分布固定6個摯鏈器，每個摯鏈器質量達40 t，支撐結構由4層水平平臺、垂向封板和格板組成1個波浪狀盒子，平臺穿過外板，嵌入船體結構，參與總縱強度，有較大的應力作用，為強力構件，多采用高強度鋼，并在相關肋位改裝換新成肋板結構，增加半肋位，這一部分也是設計建造的難點。

摯鏈器支撐調整裝置位于摯鏈器結構下方，為船體內外的加強，外部桁架結構連接到摯鏈器結構，支撐摯鏈器的導鏈管，同時設有彈簧銷控制其轉動角度。

2 下導鏈裝置的生產設計與建造

2.1 結構改裝建造內容

2.1.1 導鏈裝置

在接近空載水線的位置，6個摯鏈器總質量達240 t，與船體連接形成下導鏈裝置，會受到較大的錨鏈牽動力，此處的整個外板雙殼結構都進行了改裝，4層支撐摯鏈器的強力平臺直接穿過外板，嵌入船體結構，并在艏部的系泊點增設9檔半肋位，艉部增設了10檔半肋位。強力平臺之間設有垂向帶孔隔板和強力肘板以保證強度。

艏部摯鏈器支撐結構改裝范圍覆蓋從FR94～FR100，L30～L43，新設6檔半肋位。4層強力平臺采用40DH36-Z和30DH36-Z的高強度鋼，外板采用25AH36-Z的板材。船殼內外改裝結構平均板厚30 mm，對區(qū)域內雙殼、縱壁以外的所有框架，縱骨外板進行換新。因建造過程中的實測水線為6 m，水線以上按起重能力和裝配順序劃分為6個預制分段，分段包括外板、縱骨、強力平臺和部分框架，以外板為胎架面建造，塢外吊裝，水線附近范圍內的改裝在塢內散裝完成。預制分段情況見表 1、圖2。

表1 艏艉摯鏈器支撐結構預制分段情況(僅結構)

圖2 FPSO船舶導鏈裝置

艉部摯鏈器支撐結構改裝范圍覆蓋從FR60～FR66，L30～L44，新設10檔半肋位。3層強力平臺采用40DH36-Z鋼，最上面一層采用30DH36-Z的高強度鋼，外板依然是25AH36-Z的材質要求。對同樣改裝區(qū)域內雙殼、縱壁以外的所有框架，縱骨外板進行換新，原船3#平臺部分換新。實測水線以上劃分出了6個預制分段，水線附近的改裝在塢內散裝完成。預制分段情況見表 1、圖2。

艏艉摯鏈器支撐調整裝置，位于摯鏈器支撐結構中間和下方，主要由管桁架結構組成，與船殼有2處采用大肘板形式相連，反面艙內肘板扁鐵加強，在每處系泊點設有2層管結構，每層均布6個彈簧卡槽和6個管槽孔來控制摯鏈器的轉向角度和導鏈管的擺動角度。分段詳細情況見表2、圖2。

表2 艏艉摯鏈器支撐調整裝置預制分段情況(僅結構)

2.1.2 導向裝置

多點廊道張力結構為獨立平臺，與主甲板和舷頂接觸點做局部加強。除去設備，平臺上主要結構有2根大T做成的導軌和6個一條線的導鏈懸立管，整個平臺面做格柵鋪設；懸掛平臺為單層結構平臺，平臺有1個儲鏈筒，2組鏈條的限位，面積較小，與外板連接部分換新為25AH36-Z材質，反面T梁肘板加強，平臺預制安裝，加強結構散裝；在懸掛平臺和空載水線舭部之間設置4檔半圓形的舷側鏈條護舷，反面肘板加強，護舷長度跨1檔肋位5.7 m，有墊板，見圖 3。

2.2 生產設計難點

多點系泊結構多為高強度厚鋼結構，受到的應力較大，除確保船殼的封閉性以外，所有的對接焊均為全熔透焊接，多處角焊也采用了全熔透的焊接要求。摯鏈器支撐結構處外板與強力平臺、框架與強力平臺、外部肘板隔板與強力平臺、框架與Z向鋼外板區(qū)域均需采用X型坡口全熔透焊接。

圖3 FPSO船舶導向裝置

無損探傷的布置：按照特殊強力構件的分布和船東的要求布置磁粉檢測、射線檢測、超聲波檢測比例，見表 3。

因為系泊點錨鏈角度要求，器械與結構相接，結構改裝的幾個數(shù)據要點需要確保：①多點廊道張力平臺的定位直接影響錨鏈的角度，平臺上的6根導鏈懸立管必須對心，間距要確保符合設計要求，并在2根平行電導軌中間定位。②上導鏈懸立管和摯鏈器必須對心，需要下連接點的支撐結構強力平臺上增設對接縫，船外的摯鏈器結構用于與上導鏈懸立管對心，然后再割除余量，與船體加強結構的強力平臺部分對接。③摯鏈器支撐結構的4層強力平臺需要保證其平臺間的間距，建議采用高度定位，以摯鏈器的器械結構為準。④摯鏈器支撐結構艙內改裝，新增的強力平臺與縱骨要保持連續(xù)，應力過度要流順。艏部艙內改裝因原船縱骨均為水平，較好處理，但艉部的艙內改裝卻因原船縱骨斜向收縮布置，另有斜向的原船平臺，而強力平臺要求水平布置，最終交錯成X型結構，許多原船縱骨需要做截斷處理，原船平臺需要開大U槽以便強力平臺與框架穿過，連續(xù)問題的處理需要注意。⑤懸掛平臺的定位，要確保懸掛平臺的鏈條限位處與多點廊道的起鏈器對齊。

表3 艏艉摯鏈器支撐結構無損探傷表

3 結束語

本船作為功能最先進的第3代海上浮式生產儲油船，其定位系泊系統(tǒng)采用多點系泊形式，不僅系泊點數(shù)較多而且運作較先進。對于淺水作業(yè)FPSO，此種高效經濟的系泊系統(tǒng)提高了生產作業(yè)的效率和安全系數(shù)[3]，其應用和建造近幾年在我國FPSO的建造改裝中也逐漸涉及，此船的多點系泊系統(tǒng)對我們以后建造和設計多點系泊系統(tǒng)也有一定的研究意義。

[1]陳震,王璞,趙耕賢,等. 多點系泊FPSO系泊結構局部強度研究[J]. 船舶工程,2008(2)：5-8.

[2] 周全智,李金英,劉偉. 多點系泊FPSO的系泊結構研究[J]. 船舶工程,2014(S1)：195-197，251.

[3]王天英. 淺海新型FPSO-IQFP多點系泊系統(tǒng)設計研究[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

屈鳳鳴(1988-)，女，重慶人，助理工程師，大學本科，主要從事船舶設計開發(fā)工作。

U674

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.04.015

2016-01-18