西非深水外输浮筒系泊系统设计分析

针对西非海域1500m水深外输浮筒系泊系统进行了设计分析。利用水动力分析软件Orca Flex建立不规则涌浪和风浪流联合作用下外输浮筒与系泊系统耦合模型,对外输浮筒系泊系统时域的动力响应结果进行统计分析。系泊系统满足了西非海域生存工况和作业工况下的设计标准及外输浮筒运动响应标准,可为深水油气开采工程提供参考。     

张紧式系泊水下浮筒动力响应特性

对一种新型可移动式水下张紧系泊浮筒型油气外输终端系统进行模型试验,详细研究该水下浮筒系统的动力响应和张紧式系泊的受力特性,发现水下系泊浮筒在顶浪时除纵摇运动外还存在垂直于波浪方向的横向运动,张紧式系泊受力呈现脉冲载荷特性。研究为张紧式浮筒外输终端系统的设计提供理论依据。     

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。     

水面气浮筒平台运动响应分析

推导浮动平台主体与浮筒受到的波浪力以及浮筒对平台的气浮力,建立水面浮动平台的水动力方程。考虑到浮筒与浮动平台主体间的耦合关系,对浮筒与平台主体的连接方式进行研究,分析弹性连接对浮动平台主体的影响。简化水面浮动平台系统的结构,构建三维几何模型,利用水动力仿真软件AQWA对平台系统的横摇和垂荡运动进行预测。     

考虑多场耦合的碰撞载荷下半潜式风机动力响应

以DeepCwind浮式风机为研究对象,确定典型碰撞事故场景,提出一种风-浪-系泊耦合场景下船舶-浮式风机碰撞动态响应数值分析方法。基于FAST程序获得不同海况下半潜式风机的气动推力、水动力参数和系泊张力,再利用LS-DYNA中的Subroutine Loadud子程序完成加载以实时更新计算水动力载荷,同时考虑系泊载荷和气动载荷的耦合作用。在此基础上,基于LS-DYNA软件开展多场耦合的碰撞载荷作用下浮式风机动力响应研究,分析船舶撞击对浮式风机动力响应的影响。结果显示：撞击船的动能大部分转化为浮式风机的动能,风机浮筒所产生的应力应变主要分布于浮筒的撞击区域,且浮筒的结构应力呈现先增大后减小的趋势。     

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。     

极限波浪作用下半潜式平台水动力特性

针对在极限波浪作用下的半潜式海洋平台的水动力特性,采用基于边界元法的AQWA水动力学软件对其进行数值模拟研究。建立某半潜式海洋钻井平台的三维水动力频域分析模型,通过数值计算得到平台的附加质量、辐射阻尼和运动响应;通过Cumins法将频域计算结果转换引入时域分析模块,建立平台的三维水动力时域分析模型,计算平台在工作和自存工况下的时域水动力响应,并将低频响应与波频响应进行对比,同时计算与校核在两种工况下的系泊绳系泊力,并由此优化设计确定平台的系泊系统;采用确定性设计波法确定在不同工况下的设计波,通过接口命令流将波浪载荷映射在平台整体结构上,由此可以得到平台在不同工况下的波浪载荷;给出半潜式海洋平台水动力计算及分析的系统性方法及实例,对半潜式海洋平台初步方案设计具有一定的参考价值。     

基于输油系统的海上漂浮软管静力学特性研究

海上漂浮输油软管是目前海上油田进行外输作业的重要设备,对海上漂浮输油软管进行受力分析对海上软管的安全运行具有重要作用。建立了1个软管组与浮筒相连接的整体静态力学模型。考虑管组中首管和主管的影响,在重力和浮力载荷的作用下,推导获得了漂浮管组垂向形态及所受弯矩分布函数关系。研究结果表明:作用在管组上的载荷是关于自重、外径以及海水密度的函数;漂浮管组在静态载荷作用下,最大弯矩发生在浮筒和首管接口法兰处,且最大值为52.4 k N·m,最大弯曲主要取决于软管抗弯刚度、管组与浮筒管汇接口的倾斜角;首管相对于主管在竖直平面内发生较大位移,首管的最大位移为1.2 m。计算结果为软管组几何构型的设计提供了一定的理论依据,为其动态性能分析奠定了基础。     

考虑水动力干扰的浮式起重船动态响应

基于三维势流理论，考虑运输船舶对起重船的水动力干扰作用，建立双浮体系统中起重船-吊物的时域耦合分析模型，研究4种系泊方案下起重船与吊物的运动响应，结合系泊缆张力的动态响应，对比分析系泊系统对起重船和吊物的影响。结果表明：起重船与吊物的运动响应具有同步性；当运输船旁靠起重船时，起重船和吊物的运动响应较小，可有效地降低运输船对起重船的水动力干扰。     

内转塔式单点系泊系统浮筒下沉脱落概率计算

针对内转塔式单点系泊系统,分析浮筒下沉机理,计算浮筒下沉脱落概率。建立FPSO及其系泊系统的水动力模型,进行耦合时域分析,求解系泊缆张力。计算系泊缆张力在水平和垂直方向上合力的时间历程,得到浮筒垂直方向所受载荷,结合统计学知识及可靠性知识,计算不同预紧力下浮筒下沉脱落的概率,同时考虑系缆孔位置对浮筒下沉脱落的影响,并提出降低风险的相应措施。     

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.     

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...     

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。     

索-链-浮子/沉子组合锚泊线的静力分析

利用悬链线方程,对由三段单位长度质量和尺度各不相同的索链与水中浮子或沉子组合而成的复合锚泊线进行了静力分析。在导缆孔高度和导缆孔处锚泊线张力已知的情况下,根据导缆孔处着链点高度建立求解锚泊线张力的控制方程。计算中考虑了锚泊线的弹性伸长和浮子或沉子的尺度作用,对三段索链以上更为复杂的复合锚泊线的静特性可用同样方法处理。     

极端载荷下半潜式平台系泊方法及性能对比

以某深水半潜式平台为研究对象,针对1 400 m 工作水深的12点系泊系统,采用时域耦合分析方法对比分析南海某设计工况下张紧式系泊与悬链线式系泊平台的运动响应和系泊缆动力特性,进而研究极端载荷作用下受力最大的系泊缆断裂时二者的变化情况。结果表明：与悬链线式系泊相比,无论是完整状态抑或是破断状态,张紧式系泊均具有更好的系泊性能,但聚酯缆材料的刚度非线性程度较大。分析结果可为系泊系统的设计与选择提供参考。