中远船务10.5万吨穿梭油轮简介及应用前景

柳 宏

●（中远船务工程集团有限公司，辽宁大连 116600）

中远船务10.5万吨穿梭油轮简介及应用前景

柳 宏

●（中远船务工程集团有限公司，辽宁大连 116600）

随着地球上内陆石油资源的逐日枯竭，人类逐渐转向对深海技术的发展和能源的研究。大量深海中的海洋油田开采需要大量穿梭油轮来进行辅助运输。基于这样的市场需求，中远船务自行设计和建造了10.5万吨穿梭油轮。

穿梭油轮；动力定位系统；艏部装载系统

0 引言

随着地球上内陆的石油资源的逐日枯竭，世界各国对海上石油寄予厚望。由于浅水油气产量的下降，世界各国开始对深海石油资源展开了争夺。由于深海的采油平台离大陆较远，大陆架的地形复杂多变，铺设输油管线变的很困难，只能用油船来运输深海中采油平台上的石油。由于在深海中，海况比较恶劣，一般普通的油船不能应付海上无法预知的海况，所以一种能适应恶劣海况，性能比普通油船优秀的船随之产生，这就是穿梭油轮（Shuttle Tanker）。

穿梭油轮如同物流公司的信件收集车一样，穿梭于海上油田的各个采油终端，收集采油平台的原油，装满后运抵至原油处理地，如陆地上的炼油厂等的一种海洋工程船舶。穿梭油轮配有DP（Dynamic Positioning，动力定位）系统及BLS（Bow Loading System，艏部装载）系统，它的稳定性能比普通油轮好得多。

1 全球主要穿梭油轮的服役和在建情况概述

全球范围内较大的穿梭油轮公司有两家，一个是Teekay公司下属的Teekay Offshore 公司，现在TeekayOffshore 公司有40条穿梭油轮，其中4条还在建造之中，将在2013年下半年交付使用。这40条穿梭油轮的舱容从5万到1百万桶，船体都为双壳结构，平均船龄为11年。另一个是Knutsen OAS Shipping AS公司，该公司现有21条穿梭油轮在营运。

1987年大连船厂自主研发和建造了中国第一艘最大的11.5万吨和11.8万吨穿梭油轮；2007年中远船务自主研发设计并建造了10.5万吨和5.9万吨穿梭油轮；2011年5月韩国现代重工和Knutsen NYK海洋油轮公司签订了1+2艘12.3万载重吨的阿芙拉型穿梭油轮订单，已经确定的船舶将在2013年6月份交付。2011年6月韩国三星重工从Teekay Offshore Partners公司获得4艘15.4万载重吨的穿梭油轮订单，新造船的交付为2013年4月至11月，交付之后将与英国BG公司签署为期10年的长期包租合约。2011年9月29日熔盛重工集团有限公司从上海北海船务股份有限公司获得1+1艘7.5万吨穿梭油轮订单。

2 中远船务10.5万吨穿梭油轮的概述

由中远船务工程集团有限公司技术中心自主研发设计并在南通中远船务建造的10.5万DWT穿梭油轮，其设计和建造填补了我国在先进穿梭油轮设计建造上的空白，对推动我国深海油气钻井配套装备走向世界，具有里程碑意义[1]。

该穿梭油轮是为KNUTSEN OAS SHIPPING AS 公司设计建造的当代先进海洋工程船舶，以满足挪威国家石油公司和巴西国家石油公司及DNV船级社对穿梭油轮的建造标准和安全要求。中远船务工程集团有限公司技术中心对此船拥有基本设计、详细设计何生产设计全部自主知识产权，多项技术设计填补了国内空白。

与常规油轮相比，该穿梭油轮具有更好的操纵性能，具备在FPSO、FSO、采油平台、岸基之间进行原油驳运；艏装载系统可以在海上浮态和供给与接受双方都处于运动状态下实现原油的准确传输；装备DP-2动力定位系统，拥有可调螺距螺旋桨主推进器、艏艉各1台伸缩式侧推进器和1台管隧式侧推进器，可实现自动导航、无人机舱等系统功能，满足复杂海况下各项特种海工作业要求。该船装备有减少VOC（挥发有机化合物）排放系统，有利于对环境污染的控制，成为符合环保低碳设计要求的绿色海洋工程船舶。

该船设有动力定位系统、可调螺距螺旋桨、先令舵、艏艉侧推系统、无人机舱、直升飞机平台等。该船载重105000t，总长246.8m，两柱间长233m，型宽42m，型深22.5m，设计吃水15m，结构吃水15.3m，续航力13500海里，航速14.3kn，无限航区，船级社为DNV，※1A1。

该船的船体结构使用的钢板除了特别说明以外用的都是低碳钢和高强度钢，高强度钢的屈服应力为32kg/mm2，并用于该船的货舱区域的纵向构件的上部和下部和中纵舱壁，以及受应力较大的横舱壁和受应力较大的甲板平台上；低碳钢用于船体结构的其它部分，而且规定，该船使用的高强度钢的质量要占全船钢结构质量的 45%以上。该船的船体结构和构件的尺寸按着 CSR(Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers)的要求来设计和制造。在DNV船级社要求下，在北大西洋海况环境下，在货舱区域中纵舱壁和纵向肋骨连接到横舱壁和横向肋骨的结构的疲劳寿命最小值为 25年[2]。该船的肋骨间距为800mm，强肋骨间距为3200mm，纵向肋骨间距为810mm。该船的典型节点及结构对齐应根据中国造船标准及船级社要求。

在10.5万吨穿梭式油轮上装有BRUNVOLL公司设计和生产的两台管遂式侧推和两台伸缩回转式侧推，船首和船尾分别装有管遂式侧推和两台伸缩回转式侧推各一台。船首管遂式侧推型号为FU-100-LTC-2750，输入功率为2000kW，桨叶为可调距式，为四叶桨，螺旋桨直径为2750mm。船尾管遂式侧推型号为FU-80-LTC-2000，输入功率为1100kW，桨叶为可调距式，为四叶桨，螺旋桨直径为 2000mm。船首和船尾的伸缩回转式侧推型号为AR-10Q-LNC-2600，输入功率为2200kW，定距四叶桨，螺旋桨直径为5200 m。

船舶动力定位（Dynamic Positioning，简称DP），是一种可以不利用锚系而自动保持海上浮动建造物的定位方法[3]。船舶动力定位的基本功能为艏向控制，定点控制和航迹控制。动力定位系统由船位显示仪、电子计算机控制机构和推进器等部件组成。工作时，电子计算机随时可根据船位仪所测定的船位数值，自动发出控制信号，改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节船位。有的动力定位系统，还可根据风力的变化，提前发出信号来抵消风力的影响。采用动力定位的海上浮动装置，在海上钻探作业时不需要抛锚，这不仅减少了复杂的抛锚过程和工序，而且工作的水深亦不受锚系长度的限制，甚至可在水深大于1000m以上的深度进行工作[4]。

此船满足DNV船级社的DP-2等级，即有源组件或发电机，推进器，配电盘遥控阀门等系统单故障时，不会发生地位失常。但是当电缆、管道和手控阀等静态元件发生故障时可能会发生定位失常[5-8]。

3 结束语

在日益激烈的石油资源争夺中,深海石油资源已逐步成为世界各国的主要目标。这些区域往往距离陆地较远，海底地形复杂不利于敷设输油管线，穿梭油轮因为具有强大的抵抗巨大风浪的能力以及巨大的储油能力,其投资成本低、见效快等诸多优势，使其成为了当今海洋石油开发的主要工作运输船舶。

为适应市场需要，除本文论述的 10.5万吨穿梭式油轮外，中远船务还自主设计开发和建造了5.9万吨穿梭式油轮，这两种船型与常规油轮相比，具有更好的操纵性能并能在浮式生产储存卸货装置、采油平台和岸基之间进行原油驳运，是集当代世界最新技术及设备于一体的自动化程度极高的先进船舶。该船的设计和建造填补了我国在先进海洋工程船舶设计建造上的空白，对推动我国深海油气钻井配套装备走向世界具有里程碑的意义。

[1]张小英, 王先炜. 比较研究多种气膜冷却模型的冷却效果[J]. 航空动力学报, 2002, 4(17): 476-479.

[2]Fraedrich D, Stark E, et al. Ship IR model validation using NATO SIMVEX experiment results[J]. Proc. SP IE, 2003, 5075: 49-59.

[3]杜朝辉, 钟芳源. 船用燃气轮机排气红外抑制装置的流动分析[J]. 船舶工程, 1995(6): 25-28.

[4]Brown G L, Roshko A. On density effects and large structure in turbulent mixing layers fluid Mech., 1974, 64: 775-816.

[5]柯峰. 开口后台阶引射及窄宽度二维台阶绕流的湍流非定常特性实验研究[D]. 上海:上海交通大学, 2007: 8-20.

[6]元晓川, 谈立成, 张会生. 狭缝结构对船用排气引射系统壁面温度影响的数值模拟[J]. 机电设备, 2012, (2): 31-33.

[7]马会民, 陈汉平, 苏明, 等. 三维引射流动数值模拟及紊流模型选择[J]. 上海交通大学学报, 2006, 40(2): 326-330.

[8]李进良, 李承曦, 胡仁喜. 精通FLUENT 6.3流场分析[M]. 北京: 化学工业出版社, 2009.

Introduction and Application Prospects of Cosco Shipyard 105000 t Shuttle Tanker

LIU Hong
(Cosco Shipyard Group Co., Ltd., Liaoning Dalian 116600, China)

As the earth inland petroleum resource exhaust day by day, the research on the development of deep water technology and deep water energy resources is carried out. A large number of deep sea oil field explorations need a lot of shuttle tankers for auxiliary transportation. Based on the market demand, COSCO Shipyard Group designs and constructs the type of 105000 t shuttle tanker by the own company.

shuttle tanker; dynamic positioning; bow loading system

U664.44

A

柳宏（1975-），男，工程师。研究方向为海洋工程。