在海上油氣田開發中，海上浮式生產儲油裝置（FPSO）被系泊設施定位於某壹海域，進行長期的油氣開采作業。FPSO的定位不同於常規運輸船舶的拋錨定位，它需要抵抗壹定條件的環境力，海上定位時間長達十幾至二十幾年，而且需要與其他海上設施之間進行井流、電力和通訊等傳輸，保證壹定海況條件下的連續安全生產。
系泊系統裝置從型式上可劃分為兩大系列，即單點系泊系統和多點系泊系統。單點系泊系統是針對浮體而言的，即系泊連接點為壹個點，適合長寬比較大的浮體（如油輪、FPSO、運輸船舶等），突出特點是具有風向標的作用，可以使浮體圍繞系泊點作360度旋轉，使浮體總是處於受力最小的方向位置上；它的另壹特點是使用旋轉接頭，能進行井流、電能和通訊等傳輸。單點系泊系統因具有很多優點而被石油工業界廣泛采用，但它的工程投資也非常高，技術上被幾家單點公司所壟斷。多點系泊系統不同於單點系泊系統，浮體上有多個系泊連接點，沒有風向標的功能，也不需要旋轉接頭，適合於浮體長寬尺度接近且海上環境條件平緩的工程中。動力定位也是浮體系泊的壹種型式，它完全或部分借助浮體上的推進器和側推器，由計算機統壹管理和操縱，使浮體處在最小環境力方向上，並將浮體定位於某壹定點海域。
世界上有多種多樣的系泊系統型式，中國海洋石油總公司自從采用FPSO進行海上油氣開發以來，就伴隨著從國外引進系泊系統裝置。主要型式有：塔架軟剛臂單點系泊系統裝置（亦稱為Tower Soft Yoke Sing1e Mooring system）如圖13-7所示，主要在渤海淺水海域使用，適用小於40m水深，具有抗冰與可解脫功能，目前已有4套該裝置在使用；懸鏈式浮筒單點系泊系統裝置（亦稱為CALM系泊系統），見圖13-8，在南海W12-1油田的原油外輸終端上使用了這套系泊系統裝置；內轉塔式系泊系統裝置（稱為Internal Turret Mooring system），***7套該裝置在南海油田上使用，適用50～400m水深，其中有5套裝置在舊油輪改造的FPSO方案中使用，2套在新建FPSO中使用，如圖13-9所示，該裝置有解脫式與不解脫式之分，可以抵抗臺風等惡劣的環境條件，圖13-10為內轉塔的旋轉機構，世界上多數深水FPSO均采用這種系泊系統裝置。
由於海上石油開發的需要，曾出現幾十種系泊系統的設計方案，但真正被實際應用的僅十幾種。自世界上出現FPSO以來，各相關公司就致力於研究開發各種型式的系泊系統裝置，目的就是針對不同海域、不同使用周期、不同功能及降低工程投資等進行廣泛研究。目前，單點系泊系統裝置的技術被幾個單點制造商所壟斷。最近幾年中國海洋石油總公司不斷從國際上引進先進的單點系泊系統，以適合抗強臺風、永久系泊、降低工程投資等要求。
圖13-7 塔架軟剛臂單點系泊系統裝置
圖13-8 懸鏈式浮筒單點系泊系統裝置
圖13-9 內轉塔式單點系泊系統裝置
從20世紀80年代起，中國海洋石油總公司就致力於系泊系統開發研究，90年代中期，先後在渤海3個延長測試項目中，使用了自主研究開發的兩點系泊系統裝置，見圖13-11所示。在今後邊際油田開發中，我們還將利用現有手段和技術水平，逐步地將部分系泊裝置實現國產化，以提高油田開發的經濟效益。
南海陸豐22-1油田FPSO是使用輔助動力定位的，見圖13-12。
圖13-10 內轉塔的旋轉機構
圖13-11 兩點系泊系統裝置
1．單點導管架
單點導管架是單點系泊系統受力的基礎，設計時，不但要考慮風、浪、流、冰和地震各種不利環境因素和可能形成的荷載組合對導管架的作用，還應同時考慮這些環境力作用在FPSO上產生的系泊力對導管架的作用，應進行靜力、動力、地震和疲勞等各種工況的計算，以確保單點在使用期內的安全可靠。FPSO作用在單點上的力是壹個復雜的過程，除用理論公式計算分析外，還可以通過模型試驗求得作用在單點上的最大系泊力和力隨時間的變化過程，以滿足設計的需要。BZ28-1單點導管架設計時，由極端環境條件引起的最大水平系泊力達到455t，同時引起的最大垂直系泊力為160t。
單點導管架通過打入鋼樁固定到海底。鋼樁的尺寸由設計確定，入泥深度可達70～80m。在導管架的頂部設壹支撐立柱，俗稱將軍柱，與導管架的腿柱牢固相連，作為系泊頭旋轉機構的支座和固定結構，是傳遞系泊力荷載的主要部件。其內部作為布置油氣管線的通道。
圖13-12 “睦寧”號FPSO內轉塔系泊與輔助動力定位系統
2．系泊頭
系泊頭指將軍柱上的旋轉機構向上，隨FPSO可自由轉動的部分。這壹部分主要包括固定旋轉軸承的轉盤、油氣水旋轉密封通道和跨接軟管支撐結構。轉盤是壹個鑄鋼件，在系泊頭轉盤的側面設置連接機構，作為軟剛臂和系泊頭的連接支撐，當軟剛臂在海上與單點連接完之後，來傳遞FPSO引起的系泊力。系泊頭的頂部為壹個鋼支架，作為跨接軟管的支撐結構，通過立柱與轉盤連接在壹起，使跨接軟管支架與轉盤壹起轉動。
3.A字形連接軟剛臂（YOKE)
A字形連接軟剛臂是FPSO與單點的主要連接部件，壹般由大直徑的圓管組成。其頂部通過萬向轉動接頭與系泊頭轉盤相連，底部兩側通過萬向聯軸節吊掛在系泊腿上與FPSO上的系泊支架相連。盡管其結構本身是壹個鋼結構，但通過旋轉機構和系泊腿壹起組成壹套柔性系泊系統，它可以不受限制地適應FPSO各種運動狀態，因此又將這壹部分稱為軟剛臂。軟剛臂在海上與單點系泊頭轉盤連接，在FPSO尚未就位或解脫時，可下放到海面自由運動，承受海上的環境力。在軟剛臂的底部設有壓載艙，內部註入適量的防凍液，用以改善和調節整個系統的運動狀態。
4．系泊腿
系泊腿是FPSO和YOKE的連接部件，***有2根，分設在FPSO系泊支架的兩側，系泊腿上端與FPSO上的系泊支架相連，下端與軟剛臂相連，兩端均有旋轉機構，以適應FPSO的運動。壹般情況下，先將系泊腿與FPSO系泊支架在陸地上連接好，待FPSO拖到油田現場後，將軟剛臂底端吊起與系泊腿下端連接起來，完成整個浮式生產儲油裝置系泊系統的最後壹道工序。如果FPSO需要解脫時，也通過這壹部分機構的逆向操作，將FPSO從單點解開。這部分連接機構的設計方案，在很大程度上決定了FPS0海上連接和解脫所需的時間。系泊腿和軟剛臂是整個系泊系統運動幅度最大的部件。
5．管線系統
為了將井口平臺生產的原油和天然氣輸送到浮式生產儲油裝置上，或根據生產需要實現流體或氣體反向輸送，則需要通過海底管線、旋轉密封滑環和FPSO與單點之間的跨接軟管以及相應的配套管線來完成。跨接軟管和密封通道的尺寸和數量依據生產需要而定。為實現海底管線的清管作業，在單點上需布置清管球發射和接收裝置。
由於單點系泊系統各部件受力的復雜性，從FPSO系泊支架開始，連同整個系泊系統的設計，目前大都由國外專門的公司來承擔。各部分的旋轉部件也都由國外公司作為專利件供貨。但其中的鋼結構部分，如導管架、系泊頭、系泊支架和軟剛臂的施工建造，從壹開始就是全部由中國海油承擔的。