本发明主要涉及海上补给技术领域，具体涉及一种全方位浮式燃油补给系统及其作业方法。
背景技术
保税油加注指的是国家按照国际通行惯例，为国际航行的，目的港为境外港口并在中国靠港的中、外船舶，在海关监管下提供免税油品供应的行为，该行为视同出口。保税油经营企业可直接从国际进口燃油，不占国内燃料油进口配额，免征进口环节的关税、消费税、增值税。船用保税燃油服务是增强港口服务功能，提升港口地位的必要条件。目前我国港口物流业快速发展，船用保税燃油服务日益迫切。根据燃油补给作业时船舶的运行状态，船舶的燃油补给方式可分为在航补给和锚泊补给。其中，在航补给受海域环境、船只性能、专用设备等条件限制，且在航补给中管道连接和脱开比较繁琐，导致经营成本过高，不适合用于船用保税燃油服务。对于锚泊补给，一般船舶靠泊补给可分为旁靠外输和串靠外输两种形式。其中，旁靠外输是将补给船并行靠泊在受油船的一舷，通过机械设备直接将输油管送到受油轮进行燃油加注作业。该方式所需输油管较短，输送燃油控制快速便捷，整体结构简单，运营成本较低，但是在较高海况下难以开展作业，存在系泊力大，补给船与受油船之间易产生较大的相对升沉运动，易发生碰撞等不利影响，安全性较差；串靠外输是将补给船艏部通过系泊缆连接于受油船艉部，通过漂浮软管将原油输送到受油轮进行燃油加注作业。该方式能适应较恶劣的作业海况，适用于不同吨位之间的船舶系泊，有效地避免了补给船与受油船之间的碰撞，系泊力小，而且能够实现解脱迅速，但是由于漂浮软管较长，管路阻力较大，外输泵功率需求较高，而且需要增设外输软管专用收放装置，对输油船造价成本要求高。
技术实现要素：
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种全方位浮式燃油补给系统及其作业方法，其能够满足港口船用保税燃油服务需求，便于燃油加注作业，运营成本较低，且具有较高的海况适应性。
本发明的技术方案如下：
一种全方位浮式燃油补给系统，包括浮式燃油补给平台；浮式燃油补给平台的舷侧设置有绞车；绞车上伸出有锚链，将浮式燃油补给平台固定于海底；在浮式燃油补给平台之上，与设置有绞车的舷侧不同的位置，还设置有导管器；导管器包括朝向浮式燃油补给平台外侧的伸出端；导管器的伸出端之上缠绕有输油管；还包括浮筒，浮筒位于导管器的伸出端的延长线的方向上；导管器的伸出端与浮筒上的可旋转式油管转接头连接；可旋转式油管转接头上还伸出有漂浮软管；漂浮软管与受油船连接；浮筒通过锚链固定在海底。
其进一步的技术方案为，浮式燃油补给平台的舷侧设置的绞车有三个，以浮式燃油补给平台的中心为参考圆心，每两个绞车之间间隔120°；导管器也设置有三个，导管器与绞车间隔放置；以浮式燃油补给平台的中心为参考圆心，每两个导管器之间间隔120°。
其进一步的技术方案为，浮式燃油补给平台为正六边形构型，其六个侧面分为两大功能区：系泊定位功能区和燃油外输作业功能区；系泊定位功能区和燃油外输作业功能区相间隔设置；属于系泊定位功能区的每个侧面均设置有绞车；属于燃油外输作业功能区的每个侧面均设置有导管器。
其进一步的技术方案为，在连接浮式燃油补给平台与浮筒时，输油管悬垂于水面以下。
其进一步的技术方案为，浮式燃油补给平台的系泊方式为以浮式燃油补给平台的中心为参考圆心、每隔120°设置一个绞车，从三个绞车上伸出锚链的多点系泊；浮筒的系泊方式为从浮筒侧壁上的系缆环伸出锚链的多点式系泊。
其进一步的技术方案为，浮筒为钢制圆柱形浮体结构；浮筒的内部分为多分独立的水密舱容；浮筒的内部还添加有浮力填充物；浮筒的侧壁上安装有系缆环。
一种全方位浮式燃油补给系统的作业方法，包括：
步骤1、将浮式燃油补给平台系泊定位；
步骤2、判断海况条件；
当海况满足作业条件时，通过绞车将锚链拉紧；将导管器上伸出的输油管通过拖轮拖带至导管器的伸出端的延长线的方向上，并将输油管与浮筒上的可旋转式油管转接头对接，使浮式燃油补给平台与浮筒相连；此时浮式燃油补给系统处于等待作业状态；
当海况条件不满足作业要求时，将输油管与浮筒上的可旋转式油管转接头脱开，由拖轮将输油管托带回浮式燃油补给平台，并由导管器收回；浮式燃油补给平台与三个浮筒分别成为独立的系泊单位；
当海况恢复至作业条件时，将导管器上伸出的输油管通过拖轮拖带至导管器的伸出端的延长线的方向上的浮筒，并与浮筒上的可旋转式油管转接头重新对接，系统进入等待作业状态；
步骤3、当海况满足作业条件时，受油船根据现场风浪流的方向，选择系泊于任一浮筒；使受油船保持在燃油补给系统外侧，通过拖轮拖带连接在可旋转式油管转接头5上的漂浮软管6至受油船8处进行对接，由浮式燃油补给平台1主控燃油加注作业；
步骤4、加注作业完毕后，浮式燃油补给平台停止输油，漂浮软管与受油船脱开，并由拖轮拖带回浮筒，受油船断开与浮筒的系泊离开。
本发明的有益技术效果是：
1、燃油加注系统与受油船之间的干扰大为减少：本发明改变了传统的船-船靠泊输油方式，由浮式燃油补给平台储油，在三个方向分别通过导管器将输油管与外侧浮筒连接，转接漂浮软管向受油船输油，受油船根据现场风浪流条件选择系泊浮筒，能够保持船舶始终在燃油加注系统外侧，极大程度地改善了传统靠泊输油方式中常见的碰撞和相对升沉运动等干扰，降低了燃油加注作业的海况要求，满足海上燃油加注的安全性和适用性需求，基本达到海上全方位燃油加注，大大提高了作业效率，具有极强的灵便性、安全性。
2、燃油加注系统输送燃油控制快速便捷：燃油加注系统在作业状态下，平台、浮筒由输油管连接，输油管与漂浮软管由转接头连接，燃油外输系统已进入预作业状态，仅需由拖轮辅助漂浮管与受油船连接完毕后即可由平台主控完成燃油加注作业，完成作业后受油船可实现快速脱离，整体结构简单高效，满足海上燃油加注的经济性需求；
3、抗台与作业模式切换：当海况恶劣，环境条件超过作业要求时，将输油管与浮筒脱开，由导管器收回平台，则平台与三各浮筒都可通过自身的系泊装置满足定位需求，通过拖轮将输油管与浮筒重新连接即可实现系统抗台模式与作业模式之间的转换，满足燃油加注系统的正常作业需求和原地抵抗高级别风浪的生存需求。
附图说明
图1为本发明的原理结构示意图。
图2为本发明处于作业工况下的俯视图(未示出锚链布置)。
图3为本发明处于抗风浪工况下的俯视图(示出锚链布置)。
其中：1、浮式燃油补给平台；2、绞车；3、导管器；4、输油管；5、可旋转式油管转接头；6、漂浮软管；7、浮筒；8、受油船；9、锚链。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
见图1、图2，本发明所述浮式燃油补给系统装置包括浮式燃油补给平台1、输油管4、浮筒7、锚链9、漂浮软管6，
浮式燃油补给平台1的舷侧设置有绞车2。绞车2上伸出有锚链9，将浮式燃油补给平台1固定于海底。浮式燃油补给平台1之上，与所设置有绞车2的舷侧不同的位置，还设置有导管器3。导管器3包括朝向浮式燃油补给平台1外侧的伸出端。导管器3的伸出端之上缠绕有输油管4。还包括浮筒7，浮筒7位于导管器3的伸出端的正对外侧的方向。正对外侧的方向，是指导管器3的伸出端的延长线的方向。导管器3的伸出端与浮筒7上的可旋转式油管转接头5连接。可旋转式油管转接头5上还伸出有漂浮软管6。漂浮软管6与受油船8连接。浮筒7通过锚链9连接在海底。
进一步地，浮式燃油补给平台1的舷侧设置的绞车2有三个，以浮式燃油补给平台1的中心为参考圆心，每两个绞车2之间间隔120°。导管器3也设置有三个，导管器3与绞车2间隔放置。以浮式燃油补给平台1的中心为参考圆心，每两个导管器3之间间隔120°。
进一步的，浮式燃油补给平台1为正六边形构型，其六个侧面分为两大功能区，第一功能区与第二功能区相间隔设置。属于第一功能区的每个侧面均设置有绞车2，绞车2上伸出的锚链9为浮式燃油补给平台1提供系泊定位功能。伸出输油管4为浮式燃油补给平台1提供燃油外输作业功能。属于第二功能区的每个侧面均设置有导管器3。导管器3的伸出端之上缠绕的输油管4为浮式燃油补给平台1提供燃油外输作业功能。
浮式燃油补给平台1的主体内部上层根据总布置设计可以划分为作业控制区和人员生活区，下浮体区域根据浮式燃油补给平台1浮力储备设计情况划分燃油储存空间，作为燃油外输作业储备。
图2为本发明处于作业工况下的俯视图(未示出锚链布置)。如图2所示，浮筒7位于浮式燃油补给平台1上的三个导管器3的伸出端的延长线的方向。浮式燃油补给系统在作业状态时，浮式燃油补给平台1上的导管器3的伸出端之上缠绕的输油管4与浮筒7上的可旋转式油管转接头5连接。
进一步地，输油管4的材质为输油软管，在连接浮式燃油补给平台1与浮筒7时，输油管4悬垂于水面以下，故浮式燃油补给系统在作业时，输油管4不会影响附近浮式燃油补给平台1作业船只的通行。此外，当输油管4与浮筒7解脱时，输油管4由拖轮拖带，并由导管器3收回浮式燃油补给平台1。
图3为本发明处于抗风浪工况下的俯视图(示出锚链布置)。如图3所示，所述锚链9为悬链式布置，浮式燃油补给平台1的系泊方式为从每隔120°的三面方向上的绞车2伸出锚链9的多点系泊；浮筒7的的系泊方式为从浮筒7侧壁上的的系缆环(图中未示出)伸出锚链9的多点式系泊。在作业状态下，多点式悬链线系泊能够保持浮式燃油补给平台1与浮筒7的位置在安全的漂移范围之内，不会对输油管路造成不利影响；在恶劣海况下，多点式悬链线系泊能够保持浮式燃油补给平台1与浮筒7不发生过大漂移、不相互碰撞，保证系统在台风天气中的生存能力。
所述浮筒7顶部布置有可旋转式油管转接头5，在作业状态下输油管4、漂浮软管6通过可旋转式油管转接头5进行对接，并由浮式燃油补给平台1主控进行输油作业，可旋转式油管转接头5避免了受油船8在输油作业中发生漂移而对输油管4、漂浮软管6产生的剪切力，防止输油管4、漂浮软管6发生断裂破坏，保证作业的安全性。
浮筒7为钢制圆柱形浮体结构，为自身提供了浮力，内部分为多分独立的水密舱容，并且在浮筒7内部添加浮力填充物。这样在浮筒出现局部破损后仍然能提供浮力，同时浮筒7的侧壁上安装有系缆环(图中未示出)，为浮筒7提供与锚链9的系泊连接。
本发明还公开了一种全方位浮式燃油补给系统装置的作业方法。
如图2所示，
步骤1、将浮式燃油补给平台1系泊定位；
步骤2、判断海况条件；
当海况满足作业条件时，通过绞车2将锚链9拉紧至设计预张力，将导管器3上伸出的输油管4通过拖轮拖带至导管器3正对外侧的浮筒7，并与浮筒7上的可旋转式油管转接头5对接，使浮式燃油补给平台1与浮筒7相连，此时浮式燃油补给系统处于等待作业状态；
当环境条件不满足作业要求时，将输油管4与浮筒7上的可旋转式油管转接头5脱开，由拖轮将输油管4托带回浮式燃油补给平台1，由导管器3收回至浮式燃油补给平台1，浮式燃油补给平台1与三个浮筒7成为独立的系泊单位，此时浮式燃油补给系统处于抗台模式，能够保持浮式燃油补给平台1与浮筒7不发生过大漂移、不相互碰撞，满足浮式平台原地抗台风的生存需求；当海况恢复至作业条件时，将导管器3上伸出的输油管4通过拖轮将拖带至导管器3正对外侧的浮筒7，并与浮筒7上的可旋转式油管转接头5重新对接，系统进入等待作业状态。
步骤3、受油船8根据现场风浪流的方向，选择系泊于某一浮筒7，使受油船8自然保持在燃油补给系统外侧，不与系统相互干扰，通过拖轮拖带连接在可旋转式油管转接头5上的漂浮软管6至受油船8处进行对接，由浮式燃油补给平台1主控燃油加注作业；
步骤4、加注作业完毕后，浮式燃油补给平台1停止输油，漂浮软管6与受油船8脱开，并由拖轮拖带回浮筒7，受油船8断开与浮筒7的系泊离开。
这种燃油加注作业方式极大程度地改善了传统靠泊输油方式中常见的碰撞和相对升沉运动等干扰，降低了燃油加注作业的海况要求，完成作业后受油船可实现快速脱离，整体结构简单高效，满足海上燃油加注的安全性、适用性、经济性需求。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。