开发海上深水边际油田的尖端技术装备(一)

陆丰２２－１深水边际油田开发最与众不同之处在于采用无生产平台的采油方式。油田租用１艘以多功能单点系泊系统系泊的生产储卸油轮，配以全自动控制的水下井口生产系统，与世界海上石油界首次在采油树上使用的泥线增压泵相结合，安全、高效地实施油田的前期开发和后期生产管理。被称为“组块搭接式控制系统”的水下井口生产系统，荟萃了当今世界的尖端技术，包括双定位水下卧式采油树、电／液控制系统、泥线增压泵、电缆系统、折叠式钻井底盘系统和遥控作业机器人等。浮式生产储卸油轮是世界上首次使用多功能旋转接头与半沉没式单点系泊结合的油轮系统，具有电力供应、原油净化处理等功能，高峰日处理液量为１２５万桶，日处理油量为６万桶     

海上单点系泊锚链调整软件的开发

阐述海上单点系泊锚链调整软件的计算数学模型、程序流程、编程语言和环境等开发过程,并以涠洲单点系泊系统项目为例进行分析。结果证明该软件运行良好,具有很高的实用价值。     

海上单点系泊锚链调整软件的开发

阐述海上单点系泊锚链调整软件的计算数学模型、程序流程、编程语言和环境等开发过程，并以涸洲单点系泊系统项目为例进行分析。结果证明该软件运行良好，具有很高的实用价值。     

液化土中海底管线的运动与受力分析

对海底饱和砂土发生液化时,埋于其中的管道运动规律进行了探讨,利用振动台上进行了模型试验。根据试验结果和建立的运动方程,获得阻力系数与圆管形状的关系,并计算了圆管所受到的拖曳力。     

浮式液化天然气储存装置单点系泊水动力特性分析

针对设计的计划作业于南海1 500 m水深海域的浮式液化天然气储存装置(FLNG),开展了水池模型试验和数值计算分析,模拟了南海的环境条件,采集了单点系泊下的FLNG船体六自由度运动以及系泊锚链顶端载荷时历,在频域和时域范围对FLNG水动力特性以及舱内液体晃荡对FLNG的影响进行了研究,结果表明:在频域分析中,舱内液体晃荡使得FLNG的横摇运动在波频范围表现出较固体装载更小的运动响应;在时域分析中,舱内液体晃荡在南海一年一遇海况下加剧了FLNG的横摇运动;在百年一遇海况下削弱了该型FLNG的横摇运动;舱内液体晃荡对FLNG的纵摇、垂荡、纵荡、横荡以及艏摇运动影响较小。在此基础上,提出了系泊系统优化方案并进行了数值计算研究,认为在满足一定安全裕度的条件下能够通过减少系泊锚链数目显著降低建造成本,这对现阶段FLNG的自主设计提供了一定的参考依据。     

油轮靠泊海上平台设计及振动研究

LD32-2油田是边际油田,为减少结构用钢量、降低投资费用等,确定原油外输采用油轮直接靠泊生产储油平台的方案。介绍了靠泊方案总体设计、系泊操作环境条件的船模试验、系泊限制环境条件、油轮靠泊平台的振动监测分析、解决平台振动的临时措施及监测、两个永久性技术方案及费用比对等内容。重点论述通过油轮靠泊分析、系泊分析理论计算、油轮靠泊模型试验,得出油轮系缆力、靠泊生产储油平台产生的撞击力及对井口平台的撞击力,并由此确定油轮靠泊的限制条件;通过现场实测数据分析油轮靠泊对平台造成的振动,制订应对措施等。     

矩形浮式防波堤运动特性和锚链力试验研究

通过实验室物理模型实验研究了规则波作用下矩形浮箱式浮防波堤的运动特性和锚链受力特性。并探讨了浮箱相对宽度、锚链刚度、导链孔处锚链与水平线夹角等因素的影响。实验结果表明浮箱的相对板宽和锚链刚度是影响模型运动和锚链力的重要因素。     

渤海单点系泊装置设计环境工况研究

环境工况决定了单点系泊装置系泊力的大小,进而影响到系泊装置的规模。文章介绍了渤海海域单点系泊装置设计过程中需要考虑的自存、操作、外输三种工作工况,将环境载荷分为风、波浪、海流和风、海冰、海流两类组合方法,进行了单点系泊系统的设计环境工况分析,对今后类似单点系泊装置的设计具有参考意义。     

基于确定性规则波法的CALM系统锚链疲劳强度分析

CALM型单点系泊系统作为原油装卸终端通常通过悬链式锚链固定在特定海域,锚链在风、浪、流等载荷作用下很容易产生疲劳破坏,合理确定锚链的疲劳寿命至关重要。以某30×10~4t的CALM系统为例,首先基于Longuet-Higgins分布对其所在海域的波浪散布图进行离散,得到了规则波散布图,最后采用确定性规则波法对锚链疲劳损伤进行了评估。通过实例分析,给出了基于Longuet-Higgins分布的波浪散布图离散为规则波的一般方法,提供了采用确定性规则波法进行锚链疲劳损伤的分析流程。该方法具有计算速度快、占用资源少的优点,可为系泊锚链的疲劳评估提供参考。     

本期导读

正海洋工程OFFSHORE ENGINEERING CALM型单点系泊系统作为原油装卸终端通常通过悬链式锚链固定在特定海域,锚链在风、浪、流等载荷作用下很容易产生疲劳破坏,合理确定锚链的疲劳寿命至关重要。"基于确定性规则波法的CALM系统锚链疲劳强度分析"一文,以某30×10~4t油船的CALM系统为例,首先基于Longuet-Higgins分布对其所在海域的波浪散布图进行离散,得到了规则波散布图,最后采用确定性规则波法对锚链疲劳损伤进行了评估。通过实例分析,给出了基于Longuet-Higgins分布的波浪散布图离散为规则波的一般方法,提供了采用确定性规则波法进行锚链疲劳损伤的分析流程。该方法具有计算速度快、占用资源少的优点,可为系泊锚链的疲劳评估提供参考。     

系泊油轮靠球减振性能分析

基于某油田PSP平台靠泊系统,提出了一种新型减振靠球.同时,建立了油轮停靠平台时的水动力分析模型,进行了油轮运动的频域计算;在频域分析的基础上,考虑护舷及靠球的综合作用,建立了系泊油轮、护舷及靠球系统的耦合分析模型,计算了靠泊状态油轮的波浪载荷,油轮运动,系泊张力及油轮对平台的撞击力.计算表明,采用减振靠球后,油轮的运动和系泊状态的碰撞载荷明显减小,设计的靠球减振效果显著,可以在系泊油轮减振抗冲击方面使用.     

弹性超大型浮体系泊动力响应特性

为深入了解浮体弹性对系泊张力的影响,基于有限元思想和集中质量法对浮体的系泊系统进行耦合分析,研究弹性浮体的运动响应和系泊缆张力,编制相关程序,将所得结果与相关试验结果进行对比,验证数值方法的准确性。以某弹性超大型浮体为例,建立相关数学模型,在规则波中计算得到不同浮体弹性模量和不同波浪频率下8根系泊缆的最大张力。研究表明：在波浪频率达到共振频率之前,最大系泊张力随着波浪频率和浮体弹性模量的增大而增大;在波浪频率超过共振频率之后,最大系泊张力随着波浪频率和浮体弹性模量的增加而减小。     

基于三维势流理论的浮托驳船安装设计

在三维势流理论的基础上通过边界条件和控制方程分析流体入射势、辐射势、绕射势等3种速度势,引入悬链线法和集中质量法建立关于浮托安装进船、浮托安装退船、驳船就位停泊等3个阶段的驳船船缆耦合运动模型。当波浪方向为270°时停泊就位阶段最大系泊缆张力达176.67 t,对应的系泊缆为左舷艉部,此时安全因数最小（2.16）,系泊缆设计张力为185.20 t。在进船阶段艉部系泊缆张力在3个阶段依次减小,舯部和艏部系泊缆张力在3个阶段依次增大。集中质量法求得的和MOSES软件得到的进船和退船系泊缆张力误差分别为2.3%和5.6%。研究设计的浮托驳船安装系泊运动计算模型适用于不同工况下的系泊缆张力。     

单点系泊深海养殖工船水动力性能

为研究更加适合于深海养殖网箱工船的系泊方案,基于时域耦合理论,使用SESAM软件建立深海养殖网箱工船船体,在DeepC中建立系泊系统的耦合分析模型.根据系泊缆线布置方式的不同,对组式系泊和均布散射系泊进行对比分析.从船体的运动响应和系泊缆的张力两个方面,对比分析在不同浪向角和多种波浪载荷下的系泊性能.结果 表明,对于深...     

组合式网箱锚绳受力特性研究

设计了5种组合形式的重力式网箱模型,借助物理模型试验的方法,在纯流、纯波及波流联合作用下,测试了各种模型网箱的锚绳受力,并进行正向锚绳、侧向锚绳的受力分析,总结了组合式网箱锚绳受力的特性,在此基础上对实际养殖中采用的网箱组合形式提出了一些合理化建议。     

水流作用下双体组合式网箱水动力特性研究

运用刚体运动学原理与集中质量方法,建立双体组合式网箱浮架、网衣、锚绳及浮子的受力运动方程数学模型,利用物理模型试验对数学模型进行了验证,结果表明,本数学模型具有较好的可靠性和准确性.运用数字模型,计算了在不同流速条件下,双体组合式网箱锚绳受力、浮架运动及网农变形.     

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。     

不同配重方式和配重大小对重力式网箱受力的影响

针对目前常用的深水重力式网箱,采用1∶20的模型比尺进行模型试验,共设计了八种具有不同配重方式、配重大小的网箱模型,并分别测定了各方案在纯流、纯波和波流组合条件下锚绳的受力。试验结果表明:在大多数试验条件下,对于同一配重方式的网箱,减小配重有利于减小网箱的受力,配重大小对纯流条件下锚绳受力的影响最大,其次是波流组合,最后是纯波情况。配重形式对锚绳力的大小亦产生一定的影响。有无沉降圈不会给网箱锚绳的受力带来多大差别,但是否设置底圈的影响很大,在配重大小相同的情况下,是否设置底圈最大可导致锚绳受力约30%的差异,但随配重的增加,这一差异有减小的趋势。最后从受力的角度对网箱的配重提出了建议,可供网箱的设计和使用作参考。     

极浅水大潮差海域漂浮式海上光伏阵列系泊系统优化设计

面向海上太阳能资源开发,提出一种轻量化单层框架式漂浮式海上光伏支撑结构。为应对极浅水、大潮差给漂浮式海上光伏阵列系泊系统设计带来的极大挑战,考虑风、浪、流等环境载荷联合作用,采用时域耦合动力分析方法对漂浮式光伏阵列与系泊系统整体动力响应进行数值仿真,探究不同系泊参数对模块阵列运动响应和系泊缆受力等的影响规律。结果表明,合理选择系泊半径、浮子位置、浮子净浮力和预张力大小等可有效改善漂浮式海上光伏模块阵列的运动响应和系泊缆张力。基于此对系泊系统进行优化设计,并给出满足工程要求的系泊系统设计方案。     

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。