艏装载模式在提油作业中的应用

艏装载模式在提油作业中的应用

王新

秦皇岛 32-6渤中作业公司天津分公司有限公司 天津市滨海新区 300459

摘要：在我国提油作业过程中，提油轮的连接方式通常采用外置软管，即船中接管，但其在使用过程中总是有限制。随着技术的发展，其也被纳入了 OCIMF 建议书，并得到了许多石油抽取及运输公司的认可。从引入艏装载系统开始，本文以提油作业为工作背景讨论了艏装载系统相比船中接管系统的优势，并考虑了在当前平台上操作抽取原油装载模式的更新变化。

关键词：艏装载模式；提油作业；应用策略

引言：随着经济的发展，能源变得越来越重要。在开发海洋石油尤其是较远海域海洋石油的开发中，海上平台发挥了重要作用。将原油从海上平台高效地运输到航运港口，进而运输到世界其他地区，是海上石油工业发展面临的挑战。根据巴西和北海的经验，艏装载模式具有高效性和效益性。

1. 艏装载模式定义及应用现状

1.1 艏装载模式

海上进行出口原油作业时，艏装载模式主要基于大型电缆连接系统、出口管道系统、监控和安全系统，以确保操作安全。下面简单介绍一下三大支撑系统的应用情况。

1) 完善的线缆连接系统

提油轮靠近浮式生产储存和卸载部位后部后，浮式生产储存和卸载部位运用撇缆枪将引缆抛到提油轮前。提油轮开始转动电缆，直到大制动链的链接被锁定。这种方法与我国南海的原油运输的缆绳连接方法有所相似。主要区别如图 1 和图 2 所示。

图1 绞引缆 图 2 大缆锁定

2) 外管连接系统

大缆接好后，油箱末端出料软管引缆由专用的绞车将旋转软管接头从与大缆相连的出油管通过缆绞合，使提油轮控制输油软管接管装置。然后将其与软管接头相连，相连后，用液压爪箍固定。此外，软管接头还可以远程控制和断开软管。

3) 监控和安全系统

为应对海上紧急情况，艏装载系统配备了安全系统，可监控油轮与码头（动态定位模式）以及系泊缆绳的相对位置。一旦船与拖链之间的相对距离不在规定值范围内，安全系统将发出警报并激活紧急锁定。与此同时，为了防止突然脱开的设备与甲板产生撞击，从而引发火花，除了在个别位置采用不锈钢材质外，还配备了洒水系统，能够在一个非常短的时间内将所有区域进行覆盖，并且能够在丧失电力的情况下还可以启动洒水系统。

1.2艏装载模式主要应用于穿梭油轮。顾名思义，穿梭油轮是在固定平台和港口之间移动的油轮，这与传统油轮之间的主要区别之一是配备了艏装载模式。油轮与原油软管连接后，艏装载模式可配合另一侧控制原油卸载，并根据不同的卸载形式采用不同的定位和连接方式。包括：

1）半潜式卸货系统/设备（OLS或SAL）和关节式装卸码头（联合装卸站）一般采用强大的定位方式，使油轮与卸货站保持一定距离，通常卸货速度可达8000m3 /小时。

2）FSO、FPSO、OLS等浮式储油平台也可以是单点系泊位置，以及能运用强大的定位方式。排油卸载通过艏装载系统绞车，把系泊链从卸载端拉到平台甲板链的高度，并在风、波浪和水流等连接点之间承载负荷。船舶和作用在锚地的货物的负荷通常高达100吨甚至更多。

3) 其他油轮，可采用船对船装卸。

过去的船中接管模式最初是为陆上终端原油的输出而开发的，其在海上设施中的使用受到一定的限制。为海上设施开发的艏装载系统更加适应原油运输发展的将来。这是OCIMF推荐的一种操作模式，为大多数石油公司所接受。

2、艏装载模式在提油作业中的应用优势分析

2.1 简化出口流程

我国目前海上终端靠泊和船中接管外输由六步骤完成，首先通过使用船首装载方法，可以完全绕过使用出口管时提油轮所需的三个标有×的危险步骤，这在一定程度上加强了稳定和接管过程的效率。另外，艏装载模式出口管的长度只为船舶的一半，既节省了成本，又降低了出口管内的背压，大幅度提升了原油运输速度，减少了所要耗费的时间。

2.2 风险消除

2.2.1系统风险

在船中接管模式下，出口管的长度为260米，增加了的出口管碰撞风险，特别是在西南季风的期间进行提油作业，出口软管易频繁接触油轮船头或FPSO船尾。统计显示，每年大约有 2次损坏需要修复，并且存在严重损坏甚至有导致漏油的可能性。目前，降低溢油风险的唯一途径是购买高质量的出口管道，并加强对出口管道的维护和检查。

2.2.2与拖船相关的风险

船中接管模式的方法涉及以下操作风险：(1) 人员风险，即强风和巨浪中施工的风险（2）拖船损坏，即螺旋桨吸入油管或其附件，损坏或缠住叶片。(3）出口管及其附件损坏拖船螺旋桨吸入流的风险；使用过程中存在接触或碰撞风险，请参见图5 和图 6。艏装载模式不需要拖船支撑，因此可以消除在船中接管模式下与拖船相关的风险。

在
操作过程中

靠近 FPSO 或提油轮，容易受到碰撞使得船舶损坏，如图 3和 4 所示。

图3 外输软管递送提油轮 图4 海面捞起外输软管引缆

图
5 靠近提油轮外输软管受压 图6桨叶损伤外输软管

2.2.3与提油轮相关的风险

船中装载模式会给提油轮带来以下风险：(1) 员工，即强风大浪下的操作承受极大风险；设备损坏对人员是危险的。(2) 设备，即将软管运输到拖船的碰撞风险；拖船外输软管交接而产生的设备风险，例如：起重机损坏。由于艏装载系统的设计，可以通过特殊设备的设计，显著降低接管人员的操作风险，提高接管效率。由于不需要牵引辅助，在此过程中可以消除船只碰撞和设备损坏的风险。

2.3 扩大工作窗口期

在南海强东北季风期间（约5个月），出口拖船软管首先按照目前的出口方式进行准备。如果风速和波高超过重要条件（风速35节或波高3.5m），出口过程将暂时中止。而艏装载模式完全省略了拖轮传送外输软管相关作业，优化了外置输送作业的条件，增加了可作业窗口期，并将相应风险降到最低。

3艏装载模式在提油作业中的应用策略

以SPM模式为例，基本规则和主要流程如下。

1) 在船舶抵达装载站台前，系统液压部分要处于启动状态。在工作状态的设定下，液压系统需要保持正常工作压力，使得液压系统正常启动。2）需要准备锚泊定位的主要设备，即拆下链条挡块、油缸冷却器锁和油缸控制以打开链条挡块。3) 从储存箱中取出电缆，再依次使用滑轮、绞车、链条挡块、艏部滚轮线轴等拉动电缆，使之至收油装置旁边。如图 3 所示。4) 驾驶室内控制系统模式需要选择 SPM ，艏装载系统要做好连接到卸载站的准备。当船到达预定位置时，工作船可以将缆绳拉到系泊站上并连接拉链。连接的系泊系统的绞车必须协同工作以松开缆绳。当拖线到达所需位置时，锁住链条，通过拖线可以将拉力传递到船体框架上。 （图 4）。5) 经过几步工作后，可以使用制动链和提升机构附带的电缆将取又软管拉到靠近受油装置。进油口可左右调节，连接进油和供油，是由液压阻塞的。 （图 5）。

6) 上述操作完成后，系统会向船舶液货运输系统发送信号，表明液货系统可以接收油品。为避免船员失误，吸油系统的确认一般称为“绿线”，即采油系统的确认。 （图 6）。

结束语

与船中接管模式相比较，艏装载模式明显更具应用优势。因此，为了我国提油作业能取得更进一步的进展，非常有必要对艏装载模式进行进一步的深入研究，发掘其在提油作业中更多的应用可能性，增强我国在提油作业中的优势。

参考文献

[1]陈德庆，赵学艺，陆家尉，孙钢.艏装载模式在提油作业中的优势探讨[J].航海，2018(06):47-50.

[2]王新河，廖维宇，郑辉，孙国强，韦亮，陈洲洋.连续管试油作业研究与应用[J].石油科技论坛，2017,36(05):54-59.

[3]李国权，戴毅，杨卫国，王文俊.大缆拉力无线监控与预警系统在海上提油作业中的应用[J].化工自动化及仪表，2012,39(11):1523-1525.

[4]张弛.试油作业封层工艺技术及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012,33(09):170.