一种适用于FLNG尾输作业的临时系泊定位系统及其作业方法

技术领域

本发明涉及海洋工程的技术领域，尤其涉及一种适用于FLNG尾输作业的临时系泊定位系统及其作业方法。

背景技术

FLNG(FPSO-LNG，浮式液化天然气生产储卸装置/船)是开发海洋天然气资源的重要工程装备。由于其舱容的有限性，使得FLNG必须在一段时间后进行外输作业以便腾出仓容继续生产。目前FLNG的外输系统主要分为两类，旁靠外输系统(side by sideoffloading system)与尾输系统(tandem offloading system)，其中尾输系统被认为可以在更为恶劣的海况下使用，具有更广泛的应用前景。

目前如FMC、Technip等公司均开发出了FLNG尾输系统，其共同的特点是对两船之间相对水平运动的限制性较高，例如FMC公司研发的ATOL系统要求外输臂两端的相对运动在±10m以内时才能进行外输作业，而Technip公司研发的ALLS系统对于相对运动的要求也是±10m，由于系泊系统主要控制浮体的低频运动，而上述范围的运动主要由波浪频率所控制，采用常规系泊缆绳很难对两船运动进行有效控制，因此目前业界普遍认为FLNG尾输技术的使用须配备动力定位的LNG(液化天然气运输船)运输船。

针对上述的相关技术，申请人发现相对于常规LNG运输船，动力定位的LNG运输船造价较高且舱容更小。而采用常规系泊缆绳由于无法提供足够的回复刚度，导致两船体运动范围大，影响外输正常作业，为此业界需要提出一套能够对船体波频运动有效控制、环境适应性强、维修简便、造价相对较低的定位系统。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种适用于FLNG尾输作业的临时系泊定位装置及其作业方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于FLNG尾输作业的临时系泊定位装置，包括浮筒，浮筒的两侧分别铰接有连接梁，一侧的连接梁远离浮筒的一端与FLNG铰接，另一侧的连接梁远离浮筒的一端铰接有接触机构，浮筒上固设有电动锚机，电动锚机与接触机构通过回收缆相互连接。

进一步的，所述浮筒内设有压载舱，压载舱通过调整压载量实现对回复刚度的调整。

进一步的，所述浮筒的底部设有压载重块。

进一步的，所述接触机构包括铰接接头。

进一步的，所述铰接接头的端部设有球形接头，外输时球形接头与LNG运输船船首外侧的凹槽相啮合。

进一步的，所述球形接头的端部设有系泊缆绳，外输时系泊缆绳与LNG运输船船首的甲板锚机连接。

进一步的，所述球形接头上套设有橡胶护套。

进一步的，所述橡胶护套与球型接头为可拆式连接。

进一步的，所述回收缆远离电动锚机的一端设有浮球。

进一步的，一种使用FLNG尾输作业的临时系泊定位装置的作业方法，

步骤一：当外输作业时，LNG运输船自FLNG尾部逐渐靠近，电动锚机逐渐释放回收缆，接触机构逐渐沉入水中，浮球在波浪与海流作用下逐渐向LNG运输船船首靠近；

步骤二：LNG运输船回收浮球，将回收缆与LNG运输船上的系泊缆绳、甲板锚机相连接，甲板锚机收紧系泊缆绳，使得LNG运输船进一步向FLNG尾部靠近，直至接触机构与LNG运输船船首外侧的凹槽相啮合；

步骤三：FLNG开始外输作业，过程中两船体之间的相对运动，均对浮筒产生向内挤压或向外拉伸的力，使浮筒产生升沉运动；

步骤四：外输作业完成后，LNG运输船上的甲板锚机逐渐放松系泊缆绳，使接触机构与LNG运输船船首外侧的凹槽分离并逐渐远离LNG运输船，直至系泊缆绳已基本不再承受较大拉力，之后断开LNG运输船上的系泊缆绳与甲板锚机；

步骤五：电动锚机逐渐收紧回收缆，直至接触机构与浮筒接触，同时LNG运输船驶离，完成外输作业。

综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：

(1)将浮筒重力与浮力之间的差距转化为系泊回复力，导致系泊回复刚度较大，同时对两船相对运动进行有效控制，浮筒本身重心位置始终低于浮心，提高运动的稳定性；

(2)接触机构回收简单，可定期对其前端的橡胶护套进行更换；

(3)通过调整压载舱的压载量实现对回复刚度的可调节。

附图说明

图1是本发明实施例中的系统整体的示意图；

图2是本发明实施例中外输作业开始时FLNG外输臂初始位置的主视示意图；

图3是本发明实施例中LNG运输船接近FLNG船尾并连接系泊缆绳示意图；

图4是本发明实施例中外输开始时主视示意图；

图5是本发明实施例中FLNG释放连接系泊缆绳示意图；

图6是本发明实施例中LNG运输船驶离示意图。

附图标记说明：1、铰接接头；2、连接梁；3、压载重块；4、浮筒；5、电动锚机；6、回收缆；7、接触机构；8、橡胶护套；9、系泊缆绳、10、甲板锚机。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例公开一种适用于FLNG尾输作业的临时系泊定位系统及其作业方法。

参照图1-图6，一种用于FLNG尾输作业的临时系泊定位装置，包括浮筒4，浮筒4为圆柱形钢制结构，其直径为10米，高度为50米。浮筒4的两侧分别铰接有连接梁2，连接梁2为金属梁，连接梁2有四根，两个为一组，分别位于浮筒4的两侧。一侧的两根连接梁2远离浮筒4的一端与FLNG铰接，另一侧的两根连接梁2远离浮筒4的一端铰接有接触机构7，接触机构7为交接板，浮筒4上固设有电动锚机5，电动锚机5位于浮筒4的顶部，电动锚机5与接触机构7通过回收缆6相互连接，电动锚机5通过收紧或放松回收缆6实现接触机构7的回收或释放。回收缆6远离电动锚机5的一端设有浮球。将浮筒4重力与浮力之间的差距转化为系泊回复力，导致系泊回复刚度较大，同时对两船相对运动进行有效控制，浮筒4本身重心位置始终低于浮心，提高运动的稳定性。

浮筒4内设有压载舱，压载舱通过调整压载量实现对回复刚度的调整。

浮筒4的底部设有压载重块。

接触机构7包括铰接接头1，铰接接头1的端部设有球形接头，外输时球形接头与LNG运输船船首外侧的凹槽相啮合。球形接头的端部设有系泊缆绳9，外输时系泊缆绳9与LNG运输船船首甲板锚机10连接。甲板的锚机通过收紧或放松该系泊缆绳9完成FLNG与LNG运输船的系泊连接与解脱。

球形接头上套设有橡胶护套8，橡胶护套8与球型接头为可拆式连接。可定期对橡胶护套8进行更换。

一种使用FLNG尾输作业的临时系泊定位装置的作业方法，采用如下技术方案：

步骤一：当外输作业时，LNG运输船自FLNG尾部逐渐靠近，电动锚机5逐渐释放回收缆6，接触机构7逐渐沉入水中，浮球在波浪与海流作用下逐渐向LNG运输船船首靠近；

步骤二：LNG运输船回收浮球，将回收缆6与LNG运输船上的系泊缆绳9、甲板锚机10相连接，甲板锚机10收紧系泊缆绳9，使得LNG运输船进一步向FLNG尾部靠近，直至接触机构7与LNG运输船船首外侧的凹槽相啮合；

步骤三：FLNG开始外输作业，过程中两船体之间的相对运动，均对浮筒4产生向内挤压或向外拉伸的力，使浮筒4产生升沉运动；

步骤四：外输作业完成后，LNG运输船上的甲板锚机10逐渐放松系泊缆绳9，使接触机构7与LNG运输船船首外侧的凹槽分离并逐渐远离LNG运输船，直至系泊缆绳9已基本不再承受较大拉力，之后断开LNG运输船上的系泊缆绳9与甲板锚机10；

步骤五：电动锚机5逐渐收紧回收缆6，直至接触机构7与浮筒4接触，同时LNG运输船驶离，完成外输作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。