2009年，国际能源机构（International Energy Agency，IEA）对全球800多家陆地油田调查后发现，许多大型油田已经过了产能最为旺盛的黄金时期，石油产量下降速度是人们两年前预计的近两倍。这意味着，陆上石油枯竭的日子，将以远超预期的速度来临。寻求资源和开发技术水平的逐年提升，使油气资源开发从陆地转向海洋、浅海转向深海，已成必然趋势。
海洋工程分类包括深海探测、深海资源开发、深海空间利用及深海装备等。此外，还包括海洋风电安装、可燃冰勘探开发、海水淡化等新领域。其中深海石油天然气是重要的开发领域。近20多年来，向深海进军已成为发达国家海洋开发研究的重点。由于在深海中，海况比较恶劣，一般普通的油船不能应对海上恶劣的海况，所以一种能适应恶劣海况的专用海洋工程船舶随之产生，这就是穿梭油船。穿梭油船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，或过驳给其他油船。穿梭油船配有动力定位（dynamic positioning，DP）系统及艏部装载（bow loading system，BLS）系统，它的稳定性能优于普通油船。
穿梭油船除要满足巴西石油公司或挪威国家石油公司的最新要求外，通常还需满足挪威船级社 PLUS、NAUT-AW、CLEAN DESIGN、COMF C（3）V（3）、CSA-FLS、CCO等高难度船级符号要求。
在穿梭油船的设计及建造方面，国内外技术发展趋势基本一致，主要有以下表现：
（1）布置合理性。通过合理分舱，增加货舱容积，减少静水弯矩。在满足系统设备布置的合理性、安全性的前提下，首先考虑使用的方便性、可操作性及可维修性，使分舱布置和设备布置最优。
（2）节能环保性。通过采用智能低转速柴油机，优化主机功率，减少油耗；减少空船质量，增加船舶载重量；优化线型，降低阻力等措施，提高船舶的节能环保性能。
（3）艏部装载。艏部装载系统是穿梭油船与其他类型运输油船的重要区别之一。它的主要功能是将穿梭油船系泊连接至采油平台、浮式储油船、FPSO等海工装载终端设备，并且将原油驳运装载到穿梭油船上。
（4）动力定位。动力定位是在一定的海洋环境条件下，船舶依靠自身的推进力可靠地保持船舶的首向和船位。
在国际上，韩国在穿梭油船领域的设计、建造能力都比较强，设计和建造过各种型号的穿梭油船。其在主尺度选取、线型设计、空船质量控制、设备布置及节能环保等方面技术水平较高，处于国际领先水平。我国从20世纪80年代开始设计和建造穿梭油船，当时大连造船厂受挪威克纳森航运公司委托，与挪威某造船厂一起联合设计，自主建造了中国第一艘 115 000吨大型穿梭油船“兰希德•克纳森”号。在积累了设计和建造经验基础上，我国又自主设计和建造了52 500吨载重量穿梭油船、105 000吨穿梭油船、59 000吨穿梭油船、152 000吨穿梭油船等。
（一）115 000吨穿梭油船
115 000吨穿梭油船“兰希德•克纳森”号（见图5-48）油船由挪威克纳森航运公司订购，是大连造船厂在国际市场20个国家的63家造船厂竞争投标时中标的大型油船。按照建造合同规定，该船由挪威某造船厂与大连造船厂联合，按照DNV规范和有关国际标准进行技术设计，大连造船厂独立承担详细设计和生产设计。该船采用双主机，双可调螺距螺旋桨，大功率襟翼舵，艏、艉各设2台侧推装置，采用端点定位系统，轴带发电机系统和 24小时无人机舱制，以及艏部输油装置和输油保护装置等先进技术装备，是一艘具有20世纪80年代国际先进水平、自动化程度高的大型现代化油船。该船于1985年6月开工，1986年 12月 31日签字完工，1987年 1月 20日交付用户。
该船总长256.00米，型宽46.00米，型深22.20米，设计吃水15.00米，结构吃水16.00米，载重量（设计吃水/结构吃水）118 132/127 930吨，航速 14.6节。货舱容积 137 476立方米，配有货油泵 4台，每台货油泵每小时可装卸油2 880立方米。
图5-48 11.5万吨级穿梭油船“兰希德•克纳森”号
该船采用了端点自动定位、双主机、艏侧推、双可变螺距螺旋桨、双组合舵、高压轴带发电机和24小时无人机舱制等先进装置和技术，配备有2台各为7 180千瓦的MAN/B&W 4L 70MCE低速柴油机。
在该船的建造过程中，大连造船厂先后攻克了双艉鳍制造与安装，高压发电机负荷试验等47项重大技术关键，使船体建造、机电设备安装、管子及电缆敷设等达到质量优良，交验一等品率高达97.7%，各种试验数据均达到或超过设计要求。
该船交付后，被船舶所有人称为不停航的优秀船舶，博得国内外造船界和航运界的好评。1987年该船获辽宁省新产品“金鹰奖”特等奖和国家优质产品金质奖，1988年获船舶总公司技术进步奖一等奖，1989年获国家技术进步奖一等奖。
（二）152 000吨穿梭油船(www.xing528.com)
大连造船厂于1987年建造过11.5万吨穿梭油船。国内中远海运重工有限公司于2008—2011年期间设计、建造了10.5万吨和5.9万吨两型穿梭油船。我国从而具备了丰富的穿梭油船设计及建造经验。
152 000吨穿梭油船是舟山中远海运重工有限公司设计和建造的我国第一型15万吨级穿梭油船。首制船“拉克尔克纳森”号152 000吨穿梭油船（见图5-49）于2015年3月底成功交付。该船总长278.9米，型宽47.00米，型深24.90米，设计吃水16.00米，结构吃水17.3米，载重量（结构吃水时）154 000吨。
图5-49 首制船“拉克尔克纳森”号152 000吨穿梭油船
该船的主要技术特点如下：
1.艏部装载系统
艏部装载系统是穿梭油船有别于其他运输油船的重要特征之一。其主要功能是将穿梭油船系泊连接在浮式储油船、铰接式装运平台等海工装载终端设备上，并将原油装载到穿梭油船上。艏部装载系统包含的主要设备有牵引卷车、掣链器、万向悬架、导缆器、缆绳拖曳装置等。该船艏部货油系统额定货油流量为6 000立方米/小时，艏部货油系统配有系缆张力监测系统，将穿梭油船艏部与海上储油平台之间的相对位移变化传送到定位控制系统中，作为动力定位系统调整定位方向的参考数据。
艏部装载系统的工作流程是油船抵达采油平台、FPSO等海上终端，采用动力定位系统对油船进行定位，然后利用绞车、导缆器、掣链器将从海上终端拖过来的拖链固定到穿梭油船上，并将输油软管拉到艏部装载系统的软管阀附近，通过调整输油软管的输油阀的位置，使输油阀和艏部装载系统的软管阀连接，并通过液压装置锁紧；最后，待管路系统就位后，海上终端通过连接到货油装卸管路的艏部装载系统向油船输油。
2.油舱的货物管路部分压力控制系统设计
安装货物管路部分压力控制系统的目的是通过防止在装载和运输中生成VOC以减少向大气释放VOC。货物管路部分压力控制系统的基本原理是安装一个为每一液货船预期装载速率而特别设计的新的下降管柱。新的下降管柱通常与普通下降管柱相比直径更大。增加的直径可降低管柱内油的速度且确保不论装载速率如何，压力自身调节至油的沸点。在装载的最初阶段可能会产生一些VOC。管柱内的压力会自行调节至油的SVP使得管柱内部压力和油的SVP间达到平衡。当柱内达到该压力，则可在不生成任何额外VOC情况下装载货油。这意味着货物管路部分压力控制系统管柱可在装载过程中防止装载系统内产生负压。
3.动力定位系统设计
动力定位是完全依靠推进力方式而不是锚泊方式保持船位（固定位置或预定航线）。其基本工作原理是利用计算机对接收的卫星定位信号、环境参数（风、浪、流）以及传感器输入的船舶位置信号，自动地与计算机中模拟的预定船位进行比较，推算出保持这一位置需要的各推进器的推力、速度和方向，从而自动控制推进器工作。通过反复进行比较、判断、计算和执行控制，使船舶在规定的环境条件下，保持其位置在精度允许的范围内。环境因素和自身的姿态诸多因素影响船舶的位置。
该动力定位系统满足DNV的DYNPOS-AUTR船级符号，相当于DP2级动力定位能力，要求所有的设备都有备用和冗余，以保障单一故障不会导致船舶定位失效。
4.船舶防污染技术
随着海上油气开采的不断发展及海上贸易的不断增长，海洋环境保护变得越来越重要，CLEAN和CLEAN DESIGN是DNV GL船级社关于环境保护的两个船级符号。CLEAN DESIGN在CLEAN的基础上，附加了更多的额外要求，其中包含一些关于避免事故和降低事故后果的要求，在设计、建造和营运各个环节中都考虑额外环境保护措施的船舶才可取得这类船级符号。
5.船舶舒适度
本项目配置多台全回转和侧推动力装置，要满足 DNV COMF-C（3）V（3）船级符号设计要求，振动和噪声的控制问题尤为重要。船舶动力装置及其他辅助装置自身振动及吸排气是船舶振动噪声的污染源，必须在船舶设计初期对舱室振动噪声水平进行预报计算，合理考虑结构、舱室和空调通风的设计和布置以降低船舶振动噪声水平。
152 000吨穿梭油船是舟山中远海运重工有限公司自主研发设计和建造的大型穿梭油船，各项性能指标均达到国际先进水平，具有较强的市场竞争力。在设计和建造中也培养大批人才，全面提升中远海运重工有限公司穿梭油船的设计和建造能力。该型船与2011年和2012年已交付的5.9万吨和10.5万吨穿梭油船项目，一起形成了各级别穿梭油船的全覆盖，使得中远海运重工有限公司在国内外穿梭油船设计领域占有一席之地。通过这些项目的设计，填补了我国在先进大型穿梭油船设计上的空白，打破了韩国在高端穿梭油船市场的垄断地位，对推进我国深海油气钻井配套装备走向高端市场，具有里程碑意义。
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