系泊系统多船联合作业的控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋石油工程领域，尤其涉及系泊系统多船联合作业的控制方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 目前，内转塔式单点系泊系统（STP，Submerged Turret Production)是一种广泛 应用于浮式生产储卸油轮（FPS0，Floating Production Storage and Offloading)的单点 系泊系统。油田设施投入使用后，经过多年的运行，系泊系统的锚腿因长期处于反复收缩和 拉伸的状态，损坏的几率很大。上锚缆断丝和松股，以及配重链上配重块的脱落是常见的损 坏情况，当损坏达到一定程度时，锚腿所能承受的最大安全载荷值将低于单点系泊系统设 计时所要求的安全载荷值。若此时遭遇强台风或热带风暴袭击，锚腿有可能会发生断裂，给 油田生产设施带来极大安全隐患。因此，在达到系泊系统寿命后，为了确保系泊系统的安全 运行，一旦系泊锚腿出现严重损伤情况时，需进行系泊系统安全评估，并会决定更换系泊的 锚腿，以保障单点系泊系统及其他油田设施的安全运行。
[0003] 在浮式生产储卸油轮正常生产时，以APL(American President Lines，美国总统 轮船）公司的单点系泊系统的锚腿为例，其更换的方式是：在完成一条锚腿的全部更换流 程后，再进行下一条锚腿的更换。该方法效率低、工期长。为了压缩工期，可采用多船联合 作业的方法进行锚腿的更换，然而，当同时存在多条船作业时，可能会存在各工程船因失控 而相互碰撞，或者各工程船因失控与FPSO碰撞的风险，因此，提供一种安全的多船联合作 业方法成为一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于，提供一种系泊系统多船联合作业的控制方法及装置，以 提高多船联合作业的安全性。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供的一种系泊系统多船联合作业的控制方法，所述系 泊系统多船联合作业的控制方法包括以下步骤：
[0006] 在系泊锚系的锚腿中，查找并记录满足预设条件的锚腿组合；其中，所述锚腿组合 为满足组合条件的两所述锚腿，所述预设条件包括：第一工程船和第二工程船分别在所述 锚腿组合中对应的所述锚腿上作业时，所述第一工程船的失控移动距离小于所述第一工程 船的工作距离，且所述第二工程船的第一失控移动距离也小于所述第二工程船的第一工作 距离；
[0007] 在存在满足所述预设条件的锚腿组合时，提示用户实施多船联合作业，并输出满 足所述预设条件的锚腿组合；
[0008] 在不存在满足所述预设条件的锚腿组合时，提示用户不实施多船联合作业。
[0009] 优选地，所述预设条件还包括：所述第一工程船和所述第二工程船分别在所述锚 腿组合中对应的所述锚腿上作业时，所述第二工程船的第二失控移动距离小于所述第二工 程船的第二工作距离。
[0010] 优选地，所述在系泊锚系的锚腿中，查找并记录满足预设条件的锚腿组合的步骤 包括：
[0011] 在所述系泊锚系的所有所述锚腿中，查找所有满足所述组合条件的两所述锚腿作 为所述锚腿组合；其中，所述组合条件为两所述锚腿间的夹角在预设夹角范围内，和/或， 两所述锚腿分别位于不同的簇；
[0012] 逐一判断各所述锚腿组合是否满足所述预设条件，记录判定为满足所述预设条件 的所有所述锚腿组合。
[0013] 优选地，所述第一工程船的工作距离为所述第一工程船在铺设锚头链及下锚缆 时，与所述浮式生产储卸油轮的最短距离；所述第二工程船的第一工作距离及第二工作距 离分别为所述第二工程船在对所述锚腿进行张紧作业时与所述浮式生产储卸油轮的最短 距离、所述第二工程船在铺设调整链及配重链时与所述浮式生产储卸油轮的最短距离；
[0014] 所述第一工程船的失控移动距离、第二工程船的第一失控移动距离及第二失控移 动距离为下面公式计算得到：
[0015] S = S1+S2
[0016] Sl=(VOiV)XT
[0017] 其中，当S为所述第一工程船的失控移动距离时，Sl为所述第一工程船在所述铺 设锚头链及下锚缆时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为所述第一工程船从开始 制动到静止的制动距离，VO为所述第一工程船失控瞬间的初始移动速度，T为从第一工程 船失控到开始制动所消耗的时长；当S为所述第二工程船的第一失控移动距离时，Sl为所 述第二工程船在对所述锚腿进行张紧作业时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为 所述第二工程船从开始制动到静止的制动距离，VO为所述第二工程船在张紧作业时失控瞬 间的初始移动速度，T为所述第二工程船在张紧作业时从失控到开始制动所消耗的时长； 当S为所述第二工程船的第二失控移动距离时，Sl为所述第二工程船在铺设所述调整链 及配重链时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为所述第二工程船从开始制动到静 止的制动距离，VO为所述第二工程船在铺设所述调整链及配重链时失控瞬间的初始移动速 度，T为所述第二工程船在铺设所述调整链及配重链时从失控到开始制动所消耗的时长；V 为海水的流速，当顺流时，取值为+V，当逆流时，取值为-V。
[0018] 优选地，所述在存在满足所述预设条件的锚腿组合时，提示用户实施多船联合作 业，并输出满足所述预设条件的锚腿组合的步骤之后包括：
[0019] 根据用户选择的浮式生产储卸油轮的艏向及作业海域的风、浪、流数据，确定限位 拖轮的数量及马力。
[0020] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种系泊系统多船联合作业的控制装置，所 述系泊系统多船联合作业的控制装置包括：
[0021] 查找模块，用于在系泊锚系的锚腿中，查找并记录满足预设条件的锚腿组合；其 中，所述锚腿组合为满足组合条件的两所述锚腿，所述预设条件包括：第一工程船和第二工 程船分别在所述锚腿组合中对应的所述锚腿上作业时，所述第一工程船的失控移动距离小 于所述第一工程船的工作距离，且所述第二工程船的第一失控移动距离也小于所述第二工 程船的第一工作距离；
[0022] 第一提示模块，用于在存在满足所述预设条件的锚腿组合时，提示用户实施多船 联合作业，并输出满足所述预设条件的锚腿组合；
[0023] 第二提示模块，用于在不存在满足所述预设条件的锚腿组合时，提示用户不实施 多船联合作业。
[0024] 优选地，所述预设条件还包括：所述第一工程船和所述第二工程船分别在所述锚 腿组合中对应的所述锚腿上作业时，所述第二工程船的第二失控移动距离小于所述第二工 程船的第二工作距离。
[0025] 优选地，所述查找模块包括：
[0026] 查找单元，用于在所述系泊锚系的所有所述锚腿中，查找所有满足所述组合条件 的两所述锚腿作为所述锚腿组合；其中，所述组合条件为两所述锚腿间的夹角在预设夹角 范围内，和/或，两所述锚腿分别位于不同的簇；
[0027] 记录单元，用于逐一判断各所述锚腿组合是否满足所述预设条件，记录判定为满 足所述预设条件的所有所述锚腿组合。
[0028] 优选地，所述第一工程船的工作距离为所述第一工程船在铺设锚头链及下锚缆 时，与所述浮式生产储卸油轮的最短距离；所述第二工程船的第一工作距离及第二工作距 离分别为所述第二工程船在对所述锚腿进行张紧作业时与所述浮式生产储卸油轮的最短 距离、所述第二工程船在铺设调整链及配重链时与所述浮式生产储卸油轮的最短距离；
[0029] 所述第一工程船的失控移动距离、第二工程船的第一失控移动距离及第二失控移 动距离为下面公式计算得到：
[0030] S = S1+S2
[0031] Sl=(VOiV)XT
[0032] 其中，当S为所述第一工程船的失控移动距离时，Sl为所述第一工程船在所述铺 设锚头链及下锚缆时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为所述第一工程船从开始 制动到静止的制动距离，VO为所述第一工程船失控瞬间的初始移动速度，T为从第一工程 船失控到开始制动所消耗的时长；当S为所述第二工程船的第一失控移动距离时，Sl为所 述第二工程船在对所述锚腿进行张紧作业时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为 所述第二工程船从开始制动到静止的制动距离，VO为所述第二工程船在张紧作业时失控瞬 间的初始移动速度，T为所述第二工程船在张紧作业时从失控到开始制动所消耗的时长； 当S为所述第二工程船的第二失控移动距离时，Sl为所述第二工程船在铺设所述调整链 及配重链时，从失控到开始制动之前所移动的距离，S2为所述第二工程船从开始制动到静 止的制动距离，VO为所述第二工程船在铺设所述调整链及配重链时失控瞬间的初始移动速 度，T为所述第二工程船在铺设所述调整链及配重链时从失控到开始制动所消耗的时长；V 为海水的流速，当顺流时，取值为+V，当逆流时，取值为-V。
[0033] 优选地，所述系泊系统多船联合作业的控制装置包括：
[0034] 艏向控制模块，用于根据用户选择的浮式生产储卸油轮的艏向及作业海域的风、 浪、流数据，确定限位拖轮的数量及马力。
[0035] 本发明在系泊锚系的锚腿中，查找并记录满足预设条件的锚腿组合；其中，所述锚 腿组合为满足组合条件的两所述锚腿，所述预设条件包括：第一工程船和第二工程船分别