适应南海海况的FPSO系泊系统设计与运动响应

为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不同船型方案下的FPSO频域水动力性能,最终确定优选船型。通过时域耦合动力分析方法研究FPSO系泊船体在风、浪、流作用下的运动响应特性,对比船型优化前后的运动响应和系泊缆张力结果。计算结果表明,减小艉柱倾角、增大艏柱倾角能在一定程度上降低该型FPSO在南海的纵摇和垂荡运动响应,系泊系统设计满足船级社规范要求。     

基于MOSES的FPSO限位作业中拖船布置方案适用性分析

为了将浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）限定在特定区域,给出一套FPSO限位作业拖船布置方案,并对该方案进行数值仿真计算,基于MOSES软件将FPSO、软钢臂、系泊腿和限位拖缆构成限位分析多刚体耦合计算模型,根据不同的装载和环境工况,通过频域分析计算响应幅值算子（Response Amplitude Operator,RAO）,在时域下模拟FPSO的运动响应,应用统计方法对运动响应和拖缆的受力进行统计并计算最大值,计算结果为限位作业的安全可行提供参考依据。     

本期导读

正研究探讨RESEARCH DISCUSSION多点系泊超大型FPSO作业于有主控波浪等环境荷载方向、环境条件较温和的特定海域。掣链器将系泊荷载传递至船体结构上。《FPSO多点系泊掣链器基座结构分析》一文,以一艘深水超大型FPSO多点系泊掣链器及基座为研究对象,介绍了多点系泊的总体方案和基本设计、详细设计成果,分析了采用企业标准、船级社规范等对多点系泊系统设计和分析工况的要求。运用时域耦合水动力分析方法,计算了系泊缆准动态最大拉力和掣链器与船体结构界面处的荷载。运用有限元分析方法,分析了掣链器、基座及船体的结构强度,确定了系泊荷载对FPSO船体结构的影响范围,预测了掣链器基座和FPSO船体结构的疲     

FPSO多点系泊掣链器基座结构分析

多点系泊超大型FPSO作业于有主控波浪等环境荷载方向、环境条件较温和的特定海域。掣链器将系泊荷载传递至船体结构上。以一艘深水超大型FPSO多点系泊掣链器及基座为研究对象,介绍了多点系泊的总体方案和基本设计、详细设计成果,分析了采用企业标准、船级社规范等对多点系泊系统设计和分析工况的要求。运用时域耦合水动力分析方法,计算了系泊缆准动态最大拉力和掣链器与船体结构界面处的荷载。运用有限元分析方法,分析了掣链器、基座及船体的结构强度,确定了系泊荷载对FPSO船体结构的影响范围,预测了掣链器基座和FPSO船体结构的疲劳寿命。     

FPSO系泊系统载荷计算与分析——基于南海"奋进号"FPSO运动特性实船测量结果

通过实船测量获得了"天鹅"和"彩虹"台风过境过程中南海"奋进号"FPSO运动响应数据.根据实船测量数据,对业界普遍采用的FPSO水动力性能分析数值模型进行了修正.利用修正后的模型,将实船测量获得的船体运动响应数据作为输入项,采用非耦合数值分析技术对南海"奋进号"FPSO系泊系统在实际海况下的载荷进行了计算,并对其在恶劣...     

深水FPSO船体与系泊的时域耦合分析

为了得到特定海况下合理的系泊方式,基于时域耦合理论,采用SESAM软件建立FPSO船体和系泊系统的耦合分析模型,从FPSO船体的运动响应和系缆张力两个角度,分别研究了张紧式系泊和悬链式系泊、单点系泊和多点系泊、单点系泊组式和分式布置、张紧式系泊张紧角、单点系泊风浪流夹角,以及月池开孔等因素对FPSO动力响应的影响。结果表明,对工作于恶劣海况的FPSO采用单点张紧式系泊的组式布置更为合理。且张紧角在30°~45°之间时,FPSO运动位移和系缆张力均在安全范围内,FPSO水平运动对风载荷较为敏感,系缆张力值对流的入射方向较为敏感。     

浮式生产储油装置(FPSO)造价影响分析及综述

根据浮式生产储油装置(FPSO)基本构成,对影响各个组成部分(主要包括船体、系泊系统和上部模块三部分)造价的因素逐一归纳分析;举例对比南海和渤海FPSO造价,总结分析整体FPSO中船体、系泊系统和上部模块三部分所占造价比例,并对比分析不同海域的典型FPSO的造价,从整体上对FPSO的造价因素进行阐述,为海上油田开发采用FPSO方案提供参考和指导。     

多点系泊FPSO截断设计及其总体响应分析

对西非海域某一作业水深1 700m的多点系泊FPSO系泊系统进行了等效水深和水平截断设计,以解决海洋工程模型试验水池尺度限制的问题。通过调整系泊缆的长度、轴向刚度和空气中单位长度质量,保证其悬链线形状及静态特性与全水深系统一致。最后对整个FPSO进行时域耦合计算分析,对比发现截断后系泊系统的静态特性、平台运动响应和系泊线受力与全水深情况吻合较好。结果表明截断设计的方法是合理可行的,能够满足试验要求。     

基于BCALoD的FPSO软刚臂系泊系统疲劳分析

针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法（Bidirectional Clustering Algorithm based on Local Density,BCALoD）的疲劳寿命计算方法。采用BCALoD算法对获得的船体六自由度进行工况分类,运用多体动力学将运动数据转算为受力时程,将其作为铰节点疲劳寿命分析的载荷谱。采用Abaqus软件建立各铰节点有限元模型以计算热点应力,结合Miner线性疲劳累积损伤理论和雨流计数方法计算疲劳寿命。进一步分析评估基于实测数据的铰节点疲劳设计指标,指出该FPSO软刚臂上铰节点的疲劳寿命不足以支持其完成服役,且各铰节点难以统一维护和更换。本研究可为在役软刚臂系泊系统的疲劳寿命计算提供一种新的载荷处理方法,为未来海洋平台的设计提供参考。     

浅水环境下典型外单点系泊系统的特性分析

针对浅水环境下典型外单点系泊系统的结构特性,建立悬链锚腿式系泊系统(Catenary Anchor Leg Mooring System,CALM)、单锚摇臂式系统(Sal Yoke System,SYS)、水上软刚臂式系泊系统(Soft Yoke Mooring System,SYMS)3种单点系泊系统和浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体的多体水动力模型。基于船体与外单点系泊系统的时域耦合分析算法,综合考虑风、浪、流载荷的影响,计算得到FPSO的运动响应和外单点系泊系统所受载荷,统计和比较各单点系统的系泊性能和特点,为浅水环境下外单点系泊系统的设计研究提供理论依据。     

秦皇岛32-6油田单点系泊系统的特点

秦皇岛32-6油田单点系泊系统是一种系泊塔软刚臂结构。该系统可以系泊储油15万t的浮式生产储油装置,并提供浮式生产储油装置与油田内6个井口平台间的油水通道。单点系泊系统的电滑环将浮式生产储油装置主电站发出的10.5 kV的高压电送往各个井口平台。单点系泊系统包括一个固定于海底的系泊塔和连接浮式生产储油装置与系泊塔旋转甲板的软刚臂。该系统可以在100年一遇环境条件下保持浮式生产储油装置随风浪方向变化,实现绕系泊塔自由旋转。     

两点系泊系统系泊力影响因素分析

以渤海某海域油田开发工程为例,对两点系泊系统的浮筒净浮力、缆绳预张力、缆绳长度和环境条件对系泊力的影响进行了研究,并在此基础上对系泊系统进行了优化设计.应用实践表明,基于两点系泊系统系泊力主要影响因素分析对系泊系统进行优化设计是必要的,可使整个系统达到安全可靠的要求,对今后我国海上其他油田开发工程中两点系泊系统的设计有借鉴意义.     

新概念FPSO——IQFP方案设计与稳性研究

根据所研发的圆角倒棱台形FPSO,以渤海海域边际油田为目标油田,优化设计了一座IQFP总体方案。根据FPSO的实际工作情况和要求,对IQFP在拖船、作业以及风暴自存工况下进行了完整稳性和破舱稳性计算以及稳性变化规律分析,并根据规范做了校核。结果表明,IQFP的稳性具有较大的裕度,验证了所研发新概念FPSO的先进性,并为进一步开展IQFP水动力性能及系泊性能等关键性问题研究提供了理论基础和依据。     

基于双船提拉的深水锚系在位躺地缆更换方案设计与验证

针对300 m水深的流花11-1油田NHSL FPSO系泊系统1#锚腿躺地缆修复问题,对带有浮筒的系泊腿躺地缆更换方案进行了研究,通过方案比选提出了一种双船提拉概念下的锚系在位躺地缆更换方法.并进一步分析解决了锚腿张力大、船舶侧推要求高、锚链重铺堆积风险大、水下回收索具安装难等问题,实现了更换设计方案的施工可行性.以主...     

深水FPSO单点系泊系统重量控制研究

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,在FPS0运动响应及系缆动力响应符合规范的前提下,通过使用张紧式系泊系统、复合系缆以及在系缆上添加浮筒等不同方式,达到控制系泊系统总重量的目的,为深水FPSO单点系泊的设计与研究提供了有效参考。     

南海深水FPSO系泊锚链腐蚀原因分析及强度预测

对南海胜利号深水浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）系泊锚链腐蚀原因进行分析。采用截面面积法、有限元分析和全尺度破断试验等3种方法对锚链剩余破断强度进行对比。以破断试验结果为基准，预测结果表明：截面面积法适用于一般性腐蚀情况；对于磨损严重的链环，有限元分析能给出较准确的结果；对于链环缺陷（如闪光焊缝腐蚀）建议对链环进行报废处理。研究结果可为后期制订科学的系泊系统延寿方案提供准确依据，也可为今后类似系泊系统设计或延寿提供参考。     

基于AB-1756的FPSO软钢臂系泊润滑控制系统升级改造

FPSO软钢臂系泊润滑控制系统通过自动控制,实现向系泊系统各润滑点强制注入润滑脂进行润滑,对于维持FPSO软钢臂系泊系统设备完整性、流程稳定性、人员安全性有举足轻重的作用。渤海某FPSO软钢臂系泊润滑系统运行至今已十几年,由于原设备功能较少,稳定性差,带来许多亟需解决的问题。为提高设备、流程稳定性,该文对润滑控制系统进行研究,并提出一种润滑控制系统升级改造方案。该润滑系统升级改造投入使用后,解决了存在的设备安全隐患、生产流程隐患和人员安全隐患。该文主要阐述了该FPSO软钢臂系泊润滑系统升级改造的思路、硬件选型和相关软件组态,对其他类似的系统和设备具有借鉴意义。