艏装载模式在提油作业中的优势探讨
陈德庆 赵学艺 陆家尉 孙钢
摘 要：在我国南海原油外输作业中，提油轮普遍采用外输软管连接方式为船舯接管，而船舯接管模式最早是为岸上终端外输所设计的，将其用于海上外输终端始终存在着设计上的局限性。近年来，国际海上油田为提油轮设计的艏装载系统逐渐成为发展趋势，随着技术的日益成熟，也被纳入了OCIMF的推荐，并开始为众多油运公司接受。本文从介绍艏装载系统出发，分析艏装载模式相比船舯接管模式在提油作业中的优势，进行我国南海海上外输终端作业模式的迭代思考。
关键词：船舯接管模式；艏装载模式
1 艏装载模式介绍
1.1 概 述
传统的船舯接管模式最初是为岸上终端外输设计的，将其用于海上终端有其一定的局限性。为海上终端设计的艏装载系统适应海上原油外输发展趋势，是OCIMF推荐的操作模式，并被广大油运公司接受。
南海海域原油开采不断发展，深海及边际油田自主开发也列入研究课题，为保障南海油田外输作业的顺利进行以及为边际油田开发做好外输技术储备，本文列举目前使用的船舯接管模式的风险，探讨艏装载模式的优势，见图1、图2。
1.2 艏装载模式
在海上终端外输作业过程中，艏装载模式主要依靠其配套的大缆连接系统、外输软管连接系统、监测和安全系统来实现作业安全。以下对其3个配套系统的作业方式进行简单介绍。
1） 大缆连接系统
提油轮接近FPSO船艉后，FPSO用撇缆枪将引缆抛至提油轮船艏，提油轮开始收绞引缆直至大缆防擦链条连接锁定。此方式与我国南海外输作业大缆连接方式类似，主要不同之处是此方式通过专用绞缆机将防擦链条绞进后锁定在液压止链器上，可实现提油轮端遥控应急解脱，而南海外输作业大缆连接是通过常规绞缆机绞进防擦链条然后人工锁定在止链器上，见图3、图4。
2） 外输软管连接系统
完成大缆连接后，通过大缆上附带的外输软管引缆由专用绞车将外输软管接头绞近提油轮端外输软管接口，然后提油轮操控外输软管接管装置，对准外输软管接头，对接外输软管后由液压爪锁定。此外输软管连接装置也可实现遥控应急解脱外输软管。见图5、图6。
3） 监测和安全系统
为了应对海上突发事件，艏装载系统配备安全系统，监测提油轮与终端间的相对位置（动力定位模式）和系泊缆绳拉力（单点系泊模式），当船舶相对距离或者缆绳拉力超过设定值，则安全系统发出报警并启动应急脱开程序。同时，为了防止突然脱开的设备撞击甲板引发的火花，除了在个别位置采用不锈钢材质外，还配备了洒水系统，短时间内覆盖所有区域，并保证在失电情况下能够启动洒水系统。
从上述介绍中可知，艏装载系统中的大缆连接方式与我国南海终端现行的大缆连接方式相同，可延续使用。艏装载模式与我国南海现有装载模式主要区别在于外输软管连接方式的不同。
2 艏装载模式优势分析
2.1 外输作业流程简化
图7为目前我国南海海上终端靠泊和船舯接管外输六步骤。如使用艏装载模式，3个标注×的需拖轮协助外输软管操作的高风险步骤则可完全省略，大幅提高了靠泊接管的作业效率，同时由于外输外输软管长度仅为船舯接管的一半，不仅节约费用，而且因外输软管背压的减小可提高外输原油速率，并减少提油轮外输在泊时间和伴随风险。
2.2 风险消除
2.2.1 系统风险
在船舯接管模式中，约260米外输软管的长度增加了外输软管碰撞风险，尤其在西南季风期提油作业中，由于风流不一致或在内波流影响下，外输软管与提油轮船艏或FPSO艉部触碰较为频繁。统计表明，每年发生约2次需要维修的损坏，且存在极端受损造成溢油的可能性。目前，只能通过采购高品质的外输外输软管和加强外输软管维修检测管理程序，以降低发生溢油的风险，见图8、图9。
如图10所示，可以看出艏装载系统已经充分考虑了上述隐患，在设计上消除了类似隐患。
2.2.2 拖船相关风险
船舯接管模式存在如下作业风险：
（1）人员风险
大风浪作业存在的风险。
（2）拖船受损
螺旋桨吸入输油外输软管或其附属件，造成桨叶受损或缠绕。
作业时与FPSO或提油轮距离较近，容易发生碰撞致船舶受损，见图11、图12。
（3）外输软管和其附件受损
受拖船螺旋桨吸入流作用，被吸入的风险；作业中接触或碰撞而产生的风险，见图13、图14。
而艏装载模式无需通过拖轮接管，因此可消除船舯接管模式中的拖轮相关风险。
2.2.3 提油轮相关风险
船舯装载模式可能导致以下提油轮相关风险：
（1）人员
大风浪中接管作业风险；设备受损引发人员风险。
（2）设备
与拖船近距离作业产生的碰撞风险；与拖船外输软管交接而产生的设备风险，如吊机受损等。
艏装载系统通过专用设备的设计可大幅降低提油轮上接管人员操作风险，并提高了接管效率。而由于无须拖船辅助，可完全消除此过程中的船舶碰撞和设备受损风险。
2.2.4 外输延误风险
以上风险的都可能引起外输延误。
2.3 作业窗口期增加
在南海强东北季风季节（约5个月），按照目前外输作业流程，第一步骤为拖轮准备外輸软管工作，当风速浪高超出临界作业条件（风速35kts或浪高3.5m）时，外输作业将暂时中止，在东北季风季节，处于临界作业条件的发生概率较高。
而艏装载模式完全省略了拖轮传送外输软管相关作业，提高了外输作业的临界条件，增加了可作业窗口期，降低了相应风险。
3 结束语
通过与船舯接管模式的对比，可知艏装载模式具有简化作业流程、消除船舯接管模式伴随的相关风险、增加作业窗口期的优势，直接或间接地提高了作业安全性、经济性，以及作业效率，建议进行课题性研究。
参考文献
[1] 陆家尉，孙钢.《圆筒形FWPSO在中国南海海域的适用性分析》[J].《中国造船》2016.
[2] 庄建军，武军，王振刚. 《穿梭油轮艏装载系统解析》[J].《船舶标准化工程师》2013.
摘 要：在我国南海原油外输作业中，提油轮普遍采用外输软管连接方式为船舯接管，而船舯接管模式最早是为岸上终端外输所设计的，将其用于海上外输终端始终存在着设计上的局限性。近年来，国际海上油田为提油轮设计的艏装载系统逐渐成为发展趋势，随着技术的日益成熟，也被纳入了OCIMF的推荐，并开始为众多油运公司接受。本文从介绍艏装载系统出发，分析艏装载模式相比船舯接管模式在提油作业中的优势，进行我国南海海上外输终端作业模式的迭代思考。
关键词：船舯接管模式；艏装载模式
1 艏装载模式介绍
1.1 概 述
传统的船舯接管模式最初是为岸上终端外输设计的，将其用于海上终端有其一定的局限性。为海上终端设计的艏装载系统适应海上原油外输发展趋势，是OCIMF推荐的操作模式，并被广大油运公司接受。
南海海域原油开采不断发展，深海及边际油田自主开发也列入研究课题，为保障南海油田外输作业的顺利进行以及为边际油田开发做好外输技术储备，本文列举目前使用的船舯接管模式的风险，探讨艏装载模式的优势，见图1、图2。
1.2 艏装载模式
在海上终端外输作业过程中，艏装载模式主要依靠其配套的大缆连接系统、外输软管连接系统、监测和安全系统来实现作业安全。以下对其3个配套系统的作业方式进行简单介绍。
1） 大缆连接系统
提油轮接近FPSO船艉后，FPSO用撇缆枪将引缆抛至提油轮船艏，提油轮开始收绞引缆直至大缆防擦链条连接锁定。此方式与我国南海外输作业大缆连接方式类似，主要不同之处是此方式通过专用绞缆机将防擦链条绞进后锁定在液压止链器上，可实现提油轮端遥控应急解脱，而南海外输作业大缆连接是通过常规绞缆机绞进防擦链条然后人工锁定在止链器上，见图3、图4。
2） 外输软管连接系统
完成大缆连接后，通过大缆上附带的外输软管引缆由专用绞车将外输软管接头绞近提油轮端外输软管接口，然后提油轮操控外输软管接管装置，对准外输软管接头，对接外输软管后由液压爪锁定。此外输软管连接装置也可实现遥控应急解脱外输软管。见图5、图6。
3） 监测和安全系统
为了应对海上突发事件，艏装载系统配备安全系统，监测提油轮与终端间的相对位置（动力定位模式）和系泊缆绳拉力（单点系泊模式），当船舶相对距离或者缆绳拉力超过设定值，则安全系统发出报警并启动应急脱开程序。同时，为了防止突然脱开的设备撞击甲板引发的火花，除了在个别位置采用不锈钢材质外，还配备了洒水系统，短时间内覆盖所有区域，并保证在失电情况下能够启动洒水系统。
从上述介绍中可知，艏装载系统中的大缆连接方式与我国南海终端现行的大缆连接方式相同，可延续使用。艏装载模式与我国南海现有装载模式主要区别在于外输软管连接方式的不同。
2 艏装载模式优势分析
2.1 外输作业流程简化
图7为目前我国南海海上终端靠泊和船舯接管外输六步骤。如使用艏装载模式，3个标注×的需拖轮协助外输软管操作的高风险步骤则可完全省略，大幅提高了靠泊接管的作业效率，同时由于外输外输软管长度仅为船舯接管的一半，不仅节约费用，而且因外输软管背压的减小可提高外输原油速率，并减少提油轮外输在泊时间和伴随风险。
2.2 风险消除
2.2.1 系统风险
在船舯接管模式中，约260米外输软管的长度增加了外输软管碰撞风险，尤其在西南季风期提油作业中，由于风流不一致或在内波流影响下，外输软管与提油轮船艏或FPSO艉部触碰较为频繁。统计表明，每年发生约2次需要维修的损坏，且存在极端受损造成溢油的可能性。目前，只能通过采购高品质的外输外输软管和加强外输软管维修检测管理程序，以降低发生溢油的风险，见图8、图9。
如图10所示，可以看出艏装载系统已经充分考虑了上述隐患，在设计上消除了类似隐患。
2.2.2 拖船相关风险
船舯接管模式存在如下作业风险：
（1）人员风险
大风浪作业存在的风险。
（2）拖船受损
螺旋桨吸入输油外输软管或其附属件，造成桨叶受损或缠绕。
作业时与FPSO或提油轮距离较近，容易发生碰撞致船舶受损，见图11、图12。
（3）外输软管和其附件受损
受拖船螺旋桨吸入流作用，被吸入的风险；作业中接触或碰撞而产生的风险，见图13、图14。
而艏装载模式无需通过拖轮接管，因此可消除船舯接管模式中的拖轮相关风险。
2.2.3 提油轮相关风险
船舯装载模式可能导致以下提油轮相关风险：
（1）人员
大风浪中接管作业风险；设备受损引发人员风险。
（2）设备
与拖船近距离作业产生的碰撞风险；与拖船外输软管交接而产生的设备风险，如吊机受损等。
艏装载系统通过专用设备的设计可大幅降低提油轮上接管人员操作风险，并提高了接管效率。而由于无须拖船辅助，可完全消除此过程中的船舶碰撞和设备受损风险。
2.2.4 外输延误风险
以上风险的都可能引起外输延误。
2.3 作业窗口期增加
在南海强东北季风季节（约5个月），按照目前外输作业流程，第一步骤为拖轮准备外輸软管工作，当风速浪高超出临界作业条件（风速35kts或浪高3.5m）时，外输作业将暂时中止，在东北季风季节，处于临界作业条件的发生概率较高。
而艏装载模式完全省略了拖轮传送外输软管相关作业，提高了外输作业的临界条件，增加了可作业窗口期，降低了相应风险。
3 结束语
通过与船舯接管模式的对比，可知艏装载模式具有简化作业流程、消除船舯接管模式伴随的相关风险、增加作业窗口期的优势，直接或间接地提高了作业安全性、经济性，以及作业效率，建议进行课题性研究。
参考文献
[1] 陆家尉，孙钢.《圆筒形FWPSO在中国南海海域的适用性分析》[J].《中国造船》2016.
[2] 庄建军，武军，王振刚. 《穿梭油轮艏装载系统解析》[J].《船舶标准化工程师》2013.
