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

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
1.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：

2.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 side offloading 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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种用于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。
8.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。
9.进一步的，所述浮筒的底部设有压载重块。
10.进一步的，所述接触机构包括铰接接头。
11.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。
12.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。
13.进一步的，所述球形接头上套设有橡胶护套。
14.进一步的，所述橡胶护套与球型接头为可拆式连接。
15.进一步的，所述回收缆远离电动锚机的一端设有浮球。
16.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，
17.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；
18.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；
19.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；
20.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；
21.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。
22.综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：
23.(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；
24.(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；
25.(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
26.图1是本发明实施例中的系统整体的示意图；
27.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；
28.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；
29.图4是本发明实施例中外输开始时主视示意图；
30.图5是本发明实施例中flng释放连接系泊缆绳示意图；
31.图6是本发明实施例中lng运输船驶离示意图。
32.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
33.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。
34.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。
35.参照图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。
36.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。
37.浮筒4的底部设有压载重块。
38.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。
39.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。
40.一种使用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：
41.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；
42.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；
43.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；
44.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；
45.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。
46.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。

技术特征：
1.一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：包括浮筒(4)，浮筒(4)的两侧分别铰接有连接梁(2)，一侧的连接梁(2)远离浮筒(4)的一端与flng铰接，另一侧的连接梁(2)远离浮筒(4)的一端铰接有接触机构(7)，浮筒(4)上固设有电动锚机(5)，电动锚机(5)与接触机构(7)通过回收缆(6)相互连接。2.根据权利要求1所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述浮筒(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。3.根据权利要求1所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述浮筒(4)的底部设有压载重块(3)。4.根据权利要求1所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述接触机构(7)包括铰接接头(1)。5.根据权利要求4所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述铰接接头(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。6.根据权利要求5所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述球形接头的端部设有系泊缆绳(9)，外输时系泊缆绳(9)与lng运输船船首的甲板锚机(10)连接。7.根据权利要求5所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述球形接头上套设有橡胶护套(8)。8.根据权利要求7所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述橡胶护套(8)与球型接头为可拆式连接。9.根据权利要求1所述的一种用于flng尾输作业的临时系泊定位装置，其特征在于：所述回收缆(6)远离电动锚机(5)的一端设有浮球。10.一种使用flng尾输作业的临时系泊定位装置的作业方法，其特征在于：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、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。

技术总结
本发明公开了一种适用于FLNG尾输作业的临时系泊定位装置及其作业方法，属于海洋工程的技术领域，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。本发明具有够对船体波频运动有效控制的效果。波频运动有效控制的效果。波频运动有效控制的效果。


技术研发人员：赵晶瑞 陈义保 于涛 韩华伟 王扬威
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/5/30