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。     

极端海况下浮式防波堤的水动力性能分析

基于三维势流理论,以消波性能形式较好的双圆筒浮式防波堤为研究对象,通过有限元软件Workbench建立不规则波作用下浮式防波堤的湿表面模型,利用水动力分析软件AQWA对浮式防波堤进行频域水动力性能分析和时域全耦合分析,重点研究浮式防波堤在极端海况下的响应幅值算子、运动响应和系泊缆张力,为相关实际工程提供参考。     

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。     

腐蚀损伤下海洋平台动力响应研究

基于线性莫里森方程和随机波浪理论,建立了随机波浪载荷计算方法,以此分析极端海况下极值波浪力的统计特性。以墨西哥湾某海域一导管架海洋平台为算例,建立有限元腐蚀模型,分别计算平台在极值随机波浪载荷作用下的动力响应。将无腐蚀和腐蚀两种状态下的动力响应对比分析,计算结果显示,腐蚀损伤对动力响应的影响较明显,相同载荷作用下动力响应随腐蚀厚度呈线性变化。     

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AQWA的半潜式平台水动力特性研究

该文针对深水半潜式平台,建立三维水动力模型,使用AQwA软件进行数值模拟,研究了水动力系数变化特征并进行了运动响应预报。同时进行了模型试验,验证利用频域分析方法进行数值模拟的可行性。为半潜式平台的初步设计提供相应的理论基础,为半潜式平台的服役提供理论支持和保障。     

FPSO生产水工艺舱改造研究

海上某油田生产污水大幅增加,FPSO原设计水处理流程难以满足目前水处理要求。为此将FPSO中闲置的舱室改造为生产水工艺舱,以满足水处理要求。     

S-Spar平台方案设计及水动力性能研究

针对我国南海特殊的环境条件,结合Classic Spar和Truss Spar平台的优点,设计了一种新型Spar平台--S-Spar平台.S-Spar平台采用圆柱形中央井壁连接软、硬舱,并在连接段的中央井外设置了垂荡板:能够有效避免立管等设施因内波高流速引起的严重的涡激振动,还可以安装更长的浮筒,提供较大的顶张力,因而能适应更大的作业水深.以南海1500 m水深环境条件进行了方案设计和水动力研究.S-Spar平台的有效载荷与Truss Spar平台相当,其圆柱形中央井的承压能力优于Truss Spar平台方形截面中央井;S-Spar平台纵荡、垂荡和纵摇运动的固有周期都远离南海波浪周期范围,且避开了纵摇的不稳定区,因此具有良好的运动性能,适合在南海海域使用.     

FPSO上部模块管道疲劳分析方法的应用

在海浪和海风作用下,FPSO会发生中垂/中拱、摇摆以及颠簸起伏,其上部结构将获得加速度并且产生变形,船体的变形会通过生根在结构的支撑带动管道产生位移,因此设计寿命内FPSO上部模块管道是否会发生疲劳破坏需要重点评估。通过某项目实例,结合ASME B31.3和DNV规范,介绍了FPSO上部模块管道疲劳分析的方法。对于波浪运动产生的高周疲劳破坏,该方法能够将不同浪高对管道破坏程度不同的因素考虑在内,摒弃了疲劳极限分析方法过于保守的缺点,更为真实的反应了管道疲劳累积的程度,工程设计上可以采用该方法对FPSO上部模块管道疲劳破坏进行分析和评估。     

波流耦合作用对圆筒型FPSO运动响应的影响

采用模型试验的方法研究圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在不同实验室模拟海流作用下的运动特征,从频域和时域的角度对FPSO运动响应的关键特征进行分析研究。试验以施加等效流力和水池造流两种方式模拟海流。结果表明：满载和压载吃水变化对FPSO运动响应的影响不大;直接施加等效流力除了对六自由度运动平衡位置产生小幅偏移外,对其余运动无明显影响;在波流耦合作用下,即使约化速度小于锁定区间,纵荡幅值仍然显著增大。由于实际环境可能比试验环境恶劣,因此在设计FPSO时应考虑波流耦合作用。在波流耦合作用下,横向运动趋向于分布在更宽的范围内,且振幅更大。波流耦合也会使横摇和横荡的谱峰频率往低频偏移,其低频运动的平均幅值也在波流耦合作用下显著增大,增幅为2倍左右。     

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。     

浮式生产储油船(FPSO)迁航性能计算

应用作业海域波浪短期统计特征长期分布计算法、粘性阻力和风浪中阻力增加计算以及运动与荷载的频域Green函数的计算方法,提供了FPSO迁航海况选择、迁航阻力确定和船体运动与遭遇波浪荷载预报的计算方法和应用实例。计算方法和性能表达方式对于FPSO迁航作业设计具有工程应用意义。     

深吃水圆筒型核能平台水动力特性与运动响应性能

深吃水圆筒型核能平台的设计吃水与主体直径相近,主尺度特征有别于现有圆筒型海工平台。为探究其性能特点,针对深吃水圆筒型核能平台的水动力特性和时域运动响应展开计算研究。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法模拟平台横摇和垂荡自由衰减,并基于二次阻尼模型计算相应阻尼因数;基于势流理论计算平台响应幅值算子(Response Amplitude Operator, RAO)和固有周期,并结合南海典型海况对平台的运动响应性能和适用性进行分析评估。结果表明：深吃水圆筒型核能平台垂荡、横摇和纵摇固有周期均长于常见波浪周期;平台纵荡运动主要受二阶波浪载荷影响,低频特性明显;垂荡和纵摇运动受自身固有频率影响较大,垂荡同时表现出波频特性。深吃水圆筒型核能平台总体运动性能良好,适应南海海况,所得结果可为工程应用提供相关参考。     

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...     

旋转浮阀塔板的流体力学性能研究

在内径600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对旋转浮阀塔板的流体力学性能进行研究。测定了塔板压降、漏液量和雾沫夹带等流体力学性能参数,并与F1型浮阀塔板进行对比。实验结果表明,旋转浮阀塔板的关闭平衡点的阀孔动能因子(F0)比F1型浮阀塔板约高3.70%,开启平衡点的F0比F1型浮阀塔板高3.54%;当F0大于关闭平衡点而小于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降和F1型浮阀塔板压降基本相同;当F0大于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降比F1型浮阀塔板高3.79%～9.73%;旋转浮阀塔板的漏液分率比F1型浮阀塔板约低21.19%;旋转浮阀塔板的雾沫夹带率比F1型浮阀塔板低50%以上;旋转浮阀塔板的操作弹性大于F1型浮阀塔板。