南海超大型组块浮托安装总体设计与关键技术

通过南海荔湾项目超大型组块浮托安装的研究与设计,探索了在南中国海进行水深为190m左右、浮托重量逾3.2万吨组块浮托安装总体设计与关键技术措施,对浮托安装技术由浅水向深水发展,以及浮托重量由万吨级向几万吨级发展有重要意义,可为大型浮托安装设计提供借鉴.     

静水中铰接塔平台的地震响应分析

研究静水中铰接塔平台在简谐地震作用下的动力响应特性。将铰接塔平台简化为质量集中在节点的杆模型,建立了铰接塔平台的非线性运动微分方程,计算了高400m的铰接塔平台的自振特性,以及不同水深情况下地震引起的平台的动力响应,讨论了不同水深及底铰摩擦系数对铰接塔平台地震响应的影响。     

南海深水FPSO单点系泊系统设计关键技术研究

从我国南海环境条件出发,确定了适合深水FPSO的系泊系统方案和锚桩基础形式,基于流花油田群的物流输送、供电、控制需求,提出了符合油田和海域实际的转塔结构技术思路,设计了复杂的管缆系统,并开展了系泊系统和立管系统的干涉影响分析。研究表明,在南海400 m左右的水深,聚酯缆系泊系统在经济性上并无明显的优势,且可能带来更复杂的操作维护,选择水中钢缆方案对于400 m左右水深更为经济;吸力锚是可以较好适应南海深水区域的锚基础形式,应逐步积累并完全掌握深水吸力锚设计和海上安装技术能力;深水与常规浅水的立管设计有很大不同,表现在构型复杂、潜在干涉问题较为突出,须予以重点关注;南海深水单点系泊系统的上部结构更为复杂,且对单点系泊系统投资具有决定作用,如何选择适宜的单点系泊系统,需要逐步完善技术储备。本文研究成果对于我国南海深水油气田开发技术研究具有一定的借鉴意义。     

提高老旧船形浮体总纵强度探讨

针对老旧船形浮体因腐蚀导致的剖面模数减小、强度降低等问题,依据船舶总纵强度计算理论,通过对南海盛开号浮式储油装置的分析研究,从结构换板或加强方面提出了有效提高老旧船形浮体总纵强度的建议和办法.     

EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。 创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

超大型平台安装试验研究——以荔湾3-1气田中心平台为例

以荔湾3-1气田中心平台导管架和组块安装设计为例,分析了超大型导管架和平台组块安装设计及安装实施过程中的关键风险点,针对这些风险点,采用水池模型试验方法进行了验证。对于基本设计结果与模型试验结果之间由于尺度效应造成的差异,进行了模型尺度的数值分析以保证设计成果的可靠性。本文提出的超大型平台安装设计的技术流程,对于后续超大型深水平台安装方案的设计具有借鉴意义。     

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。