浅水新型FPSO张紧式多点系泊系统时域分析

为了确定新型圆角倒棱台形FPSO(IQFP)的系泊系统方案,进一步研究浅水张紧式多点系泊系统的基本特性,考虑风、浪、流的联合作用,对IQFP张紧式多点系泊系统进行了作业工况和生存工况下的时域耦合运动响应分析,得到了浮体运动和系缆张力的时历曲线。研究结果表明,浮体的水平偏移和系缆的张力都符合规范要求,系泊性能优良。在此基础上,通过谱密度分析,从能量角度对浅水张紧式系泊特性进行分析。分析结果表明,与悬链线式系泊相比,采用张紧式多点系泊的浅水IQFP的浮体低频运动响应很微小,而系缆张力中波频力和低频力所占比例几乎相同,从而进一步验证了张紧式多点系泊系统适用于浅水海域的优越性。     

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。     

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。     

国内FPSO码头临时系泊分析研究

本文以浮式生产储油船码头临时系泊为研究对象,设计了不同风速下临时系泊方案,考虑风速变化对系泊方案的影响以便节约系泊系统布置时间,建立了临时系泊数值模拟模型,同时分析了不同风速临时系泊方案下系泊缆绳及码头系缆桩受力情况,确定危险工况进行破断分析,并总结和分析了系泊系统受力规律,对于台风工况下FPSO码头临时系泊可能出现的问题提出了一些建议。     

一种新型复合系缆对单点系泊FPSO水动力性能的影响分析

以胡克定律及复合系缆在力的作用下不同组成成分伸长量相同为出发点,计算出新型复合系缆的轴向刚度。应用三维势流理论以及非线性时域耦合的方法,研究以新型复合系缆作为系泊系统时FPSO的水动力性能,并与“钢链一钢缆一钢链”、“钢链-聚酯缆-钢链”等传统复合系缆作对比。研究表明：新型复合系缆水动力性能优异,经济性能良好,为FPSO单点系泊系统的设计和研究提供有效参考。     

风浪流作用下系泊船系缆力和碰撞力的数值模拟

研究了在风、浪、流作用下采油平台系泊船的运动响应、系缆力和对舷碰撞力。根据计算结果，讨论了不同水位和不同风浪流夹角对系缆力和 碰撞力的影响。以一采油平台为例，考虑了在当地水文条件下平台极限系泊条件，为平台设计和使用提供了依据。     

海洋平台系泊系统发展

钻井平台的作业水深超过1 000 m后,对系泊系统提出了更高的要求。介绍了国内外深水钻采平台系泊方式及系泊材料的发展趋势,锚链、钢索及合成纤维绳的性能。重点介绍了合成纤维绳的研究与应用现状,指出合成纤维系缆是深水钻井平台系泊的发展方向。     

超大型海洋浮式结构物系泊系统设计研究

阐述开发超大型海洋浮式结构物(VLFS)对海洋工程的持续发展具有深远的战略意义。重点介绍了VLFS系泊布置、系缆桩选择及其运动方程式。     

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。     

边际油田开发新模式

海上边际油田的开发是海上油田开发的三大技术难题之一。文章在总结了目前中海油针对边际油田的开发模式的基础上,详细介绍了一种新型的开发模式即可搬迁人工岛,该人工岛的总体开发方案是:两侧各设一个系缆平台,并在人工岛岛体上设置一靠船件,穿梭油轮可直接停靠人工岛,艏艉通过系泊缆系泊在系缆平台上,系缆平台为钢筋混凝土结构、吸力锚基础等。文章对岛体和基础的结构设计、人工岛储运流程设计等关键技术进行了阐述。     

超大型FPSO码头系泊设计分析

超大型FPSO码头系泊采用岛式码头系缆布置方案。详细设计阶段对FPSO进行了模型风洞试验,测得FPSO的风、流荷载系数;采用OCIMF规范计算风、流荷载。采用Flory-Remery方法计算过往船舶的船行波对FPSO码头系泊的影响荷载;采用MOSES软件建立了FPSO码头系泊各种工况的分析模型,模拟了驳船、系泊缆绳和橡胶护舷碰垫等的约束,应用非线性时域耦合和准静态分析方法,研究不规则波浪作用下FPSO的运动响应、系泊缆绳拉力和橡胶护舷碰垫上的碰撞力等。为FPSO系泊结构和设备设计、总装码头规划和建设以及系泊作业安全提供了理论依据和技术指导。     

系泊船在风浪流作用下系缆力和撞击力的试验研究

在进行系泊船系泊试验基础上，研究了风浪流作用下的系泊船缆绳受力和船对护舷的撞击力。试验研究中，考虑了不同潮位下吹扰风，吹开风以及波浪与靠泊码头有夹角的不同影响。最后给出了允许系泊的条件，为实际工程提供了试验依据。     

通过优化配载提高FPSO应对超强台风能力的思路与方法探讨——以“海洋石油111”FPSO为例

以"海洋石油111"FPSO为例,综合考虑FPSO稳性、强度和系泊系统设计强度,通过水动力计算、系泊分析得出百年一遇各种风浪流组合环境下多种配载工况对系泊系统产生的最大系泊张力和FPSO系泊塔中心最大水平漂移距离,筛选出台风期间FPSO有利配载工况,在此基础上推算现有系泊系统能够承受的超过百年一遇设计条件的台风等级,为台风期间现场优化配载和决策提供参考。     

极端波浪条件下浅水系泊线张力陡增及应对方案

针对浅水条件下系泊刚度过大、在极端海况下容易出现系泊线张力陡增的问题,采用数值计算方法,研究系泊线张力陡增成因,分析2种水深下系泊线躺底段长度变化对半潜式平台最大水平偏移和系泊线最大张力的影响,并考虑海床参数对系泊系统响应特征的影响。结果表明：在浅水系泊中,系泊刚度过大及强非线性是导致系泊线张力陡增的重要原因;增加系泊线躺底段长度、减小系泊线轴向刚度,可有效改变和优化系泊系统水平方向总刚度,减小系泊线张力陡增幅值。优化系泊线躺底段长度的方案可用于浮式平台的浅水系泊系统。     

系泊缆破断对半潜式平台水动力性能影响的试验研究

系泊缆破断是浮式平台系泊系统设计的关键因素。本文针对系泊缆破断对半潜式平台水动力性能影响的问题,对一半潜式平台开展模型试验,研究在极端海况下,平台在系泊系统完整与系泊系统破断工况下的系泊缆载荷,以及平台运动和波浪爬升响应差异。试验结果显示,系泊缆破断会造成邻近系泊缆张力均值增加;平台发生大范围水平偏移;在0°载荷方向下,平台纵摇固有频率会发生偏移;在90°载荷方向下,平台迎浪侧波浪爬升高度发生明显变化。研究结果可为半潜式平台的设计与验证提供参考,从而保障平台安全。     

风浪流中Truss Spar平台耦合动力响应分析

采用时域耦合分析方法,研究了Truss Spar平台浮体/系泊/立管系统在不规则波浪及风流作用下的耦合动力特性问题.比较分析了SCR及TTR两种立管形式对平台浮体运动响应及其系泊张力变化特性的影响,同时还考虑了在极端海况下当有系泊断裂时,平台运动响应及其系泊张力的变化特性.研究表明,在耦合立管后,平台运动响应及系泊张力特性变化明显,特别是耦合TTR时,平台运动响应及系泊张力幅值显著减小.当平台遭遇恶劣海况发生系泊断裂时,对平台运动响应及其系泊系统动力响应特性都会产生显著影响.     

变水深地形下半潜式生产生活平台系泊性能

综合考虑地形条件的影响,针对半潜式生产生活平台及其系泊系统开展数值计算和模型试验,对平台在不同海况下的运动响应、系泊力等结果进行对比分析,验证平台系泊系统的安全性。研究结果一方面可为系泊系统的进一步优化提供数据基础,另一方面可为平台的实际工程应用提供理论和技术支撑。     

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。     

基于NARX神经网络的系泊系统传递函数识别方法

提出一种基于NARX(Nonlinear Auto-Regressive Model with Exogenous Inputs)神经网络和谐波探测法的非线性系统传递函数识别方法。该方法可基于实测响应数据,采用NARX神经网络方法对结构响应模型进行训练。在此基础上采用谐波探测法得到系统响应传递函数。选取深海半潜浮式平台及系泊系统为研究对象,计算平台及其系泊系统在不同波浪工况作用下的时域耦合响应,以波高和系泊缆张力时程作为数据集,利用NARX神经网络结合谐波探测法辨识此系泊系统的响应传递函数。采用识别的传递函数预测系泊缆在不同海况下的张力响应,并与数值计算结果进行对比,证明NARX神经网络结合谐波探测法可较好地识别系泊浮体系统的非线性响应传递函数,并能够对系泊系统的张力响应进行准确预测。     

张紧式系泊方式对深水半潜平台性能影响研究

张紧式系泊是一种适用于深水定位的系泊方式。针对作业水深为2 000 m的半潜式钻井平台,设计了不同的张紧式系泊布置方案,通过系泊系统耦合分析,对方案逐步优化,最终确定系泊系统参数。并在确定的系泊布置形式下,分析了平台作业状态下的运动性能,可为平台系泊系统设计提供参考。