水下管汇主要是为原油输送以及注水、注气等提供分配点,在优化整体水下管线布局,减少管线的使用数量方面发挥重要作用,是水下生产系统核心组成部分。传统水下管汇不易弃置回收,且管汇基础对海底的地形平整度有一定的要求,故提出水下悬浮管汇的新概念。水下悬浮管汇倡导的总体布置理念是,创建“易回收、可重复利用”的水下悬浮管汇的深水全空间布局解决方案。与传统水下管汇相比,水下悬浮管汇取消了坐底式的基础结构,而将带有浮筒结构的水下管汇悬浮在距离海底一定高度的海水中。要使水下悬浮管汇稳定的悬浮在海底,系泊系统的系泊分析和方案优选十分重要。本文通过悬链线方程对系泊链的线型和受力进行理论推导,同时针对垂直张紧式系泊链布置形式,建立水下悬浮管汇的位移和系泊链张力变化数学模型,为系泊系统的初步设计提供参考。为了更准确的研究系泊链的运动特性,分别运用集中质量法和基于小变形线弹性理论的有限元法对系泊链进行动态受力分析。通过参考DNV和API等相关标准,对水下悬浮管汇系泊系统进行初步的方案设计。在此基础上,通过专业海工软件Orca Flex分别从水下悬浮管汇主体运动响应和系泊链、柔性线跨接管的受力分布两方面,对三种系泊方式进行仿真分析。针对水下悬浮管汇的结构布置特点,设计了陡波型(Steep Wave)柔性跨接管的线型布置,通过改变浮力块的位置和直径,对柔性跨接管的总体线型进行优化分析。最后,分别模拟水下悬浮管汇系统在不同海流速度、海流方向、输送介质和一根系泊线破损等工况下,三种系泊系统的受力状况和系泊性能,通过对比分析,选择适合水下悬浮管汇的系泊方案。水下悬浮管汇是一种全新的水下管汇设计方案,可以较好的适应各种复杂的海底环境,同时实现水下管汇的回收利用。本文设计了三种水下悬浮管汇系泊方案,其中悬链线式系泊和垂直张紧式系泊是常规系泊方式,但是创造性的提出了在海底环境平稳时,采用柔性跨接管对水下悬浮管汇进行系输两用的系泊方案,对今后的水下结构物系泊方案提供一个新的思路和借鉴。