基于弹性连接的FPSO上部模块整体减振技术

[目的]针对浮式生产储卸油装置(FPSO)作业时上部模块的振动响应,为减少振动能量向船体的传递,同时改进上部模块与船体之间的连接,提出一种基于上部模块与船体弹性连接的整体减振技术。[方法]首先,利用弹性支座将上部模块与船体进行弹性连接,根据FPSO在作业海域加速度响应预报的极值来确定弹性支座的设计载荷和内部结构;然后,采用有限元方法分析弹性支座的受力与变形特性,并通过线性拟合获得弹性支座的等效刚度;最后,将弹性支座等效为线性弹簧,分别通过数值模拟和理论分析来研究模块结构的振动响应和弹性支撑系统的动力传递特性。[结果]结果表明:应用该减振技术之后,上部模块的减振效率高达30%以上,同时还可使船体取得良好的隔振效果。[结论]该研究成果可为海洋结构物上部模块的整体减振设计和应用提供参考。

半潜生产平台上部模块疲劳分析

半潜生产平台作为一种常见的深水平台形式,其上部模块与下部船体组成一个整体结构,参与平台整体强度,同时由于环境条件恶劣、往复循环受力,极易造成结构疲劳损伤,从而发生焊缝断裂甚至结构破坏等问题。疲劳分析是上部结构设计的主要控制工况之一。依托某深水半潜生产平台项目,开展半潜生产平台上部模块疲劳分析方法研究,系统总结浮式结构疲劳评估的关键设计原理和标准规范,给出一套适用于半潜生产平台上部模块疲劳分析的方法和流程,为后续的结构选型、优化等设计研究工作提供技术支持。

海洋油气生产平台上部模块关键结构件智能焊接工艺

为提升海洋油气生产平台上部模块关键结构件的生产质量和生产效率,分析上部模块关键结构件特点,梳理其智能焊接设备组成,讨论其智能焊接作业流程,并展示工艺应用效果。研究内容可为海洋油气生产平台上部模块关键结构件的智能化焊接提供工艺基础,并为其他海洋工程建造企业开展智能化升级改造提供参考。

海洋装备上部模块设计及安全性评估

海洋装备上部模块承担着生命周期中的各种荷载,其安全性直接关系着海上生命财产安全和海上秩序稳定,给设计及分析带来很大挑战。以某一海上模块钻机为研究对象,对结构材料、构件选型、节点设计、变形及稳定性控制等关键设计要点进行了阐述,分析了模块钻机在设计寿命下的荷载,确定荷载组合方法和典型分析工况,最后论述了各工况下的模拟分析方法并进行了有限元分析。结果表明所述的设计及分析方法能够很好的反应结构的应力变形水平,使结构满足规范要求,最终结合分析结果对各工况下应力变形特点及校核重点给出了建议。研究成果对海洋装备上部模块的设计及安全评估具有参考意义。

导管架及上部模块吊点预制及安装适用性分析

文章以海洋石油平台工程大型EPCI总包项目为例,阐述导管架和上部模块吊点预制及安装过程的分析,工程项目组充分发挥管理优势,带动详细设计、建造、安装等部门充分讨论吊点预制及安装的可行性分析,在保证安全、质量的前提下将吊点安装完成,保证了导管架和上部模块陆地建造完工,并确保了海上吊装安装的顺利实施。

FPSO上部模块根部节点疲劳问题探讨

本文通过对FPSO上部模块根部节点处的热点应力情况进行对比分析,讨论船甲板上下热点应力的分布情况,并评估了筋板形式对于节点处疲劳寿命的影响,确定具有更长疲劳寿命的筋板形式,有利于FPSO在服役期内根部节点疲劳问题的处理。

浮式平台上部模块非管节点SCF控制方法

应力集中系数(Stress Concentration Factor,SCF)是评估节点疲劳损伤的重要参数。针对浮式平台上部模块非管节点的SCF控制,设计5种加强形式,采用Ansys软件对非管节点进行SCF分析。结果表明:筋板加强可有效改善面外弯矩作用下的应力集中;扣管加强对轴向力、面内弯矩和面外弯矩均具有较好的改善效果。

通用型FPSO上部模块界面原则研究

本文首先介绍了通用型FPSO上部模块界面研究的目的与意义;接着,介绍了通用型FPSO上部模块典型工艺系统流程、总体布置、结构的主要方案;随后,从系统流程、总体区域、结构、电仪讯系统设置4个方面出发,论述了FPSO上部模块与船体及水下生产系统的界面原则;最后,总结和展望了后续开展相关界面原则的研究。

考虑支撑框架影响的FPU上部模块设计方法优化

船型浮式生产装置(FPU)在服役过程中会出现中垂、中拱现象,此时主甲板变形对位于其上部的模块产生影响。FPU船体与上部模块之间通常设置有支撑框架,传统设计方法是将船体主甲板上表面变形作为上部模块的位移边界条件进行设计,没有考虑支撑框架的影响,造成上部模块结构设计偏于保守。该研究引入有限元分析方法,对支撑框架进行全尺度模拟,分析支撑框架对船体主甲板变形和上部模块固定端相对位移量关系的影响。研究结果表明,支撑框架实际纵向变形值远小于船体主甲板纵向变形。该研究在有限元分析基础上提出模拟上部模块固定端位移载荷的修正方法。该方法可以提高上部模块结构设计的精确度,降低钢材用量,优化模块空间。

气体FPSO上部模块火灾场景数值分析

针对火灾情况下的温度变化问题,以气体FPSO平台为例,选取该海域常见海况,研究不同风速、风向下的喷射火模拟。采用基于流体动力学(CFD)的火灾动态模拟(FDS)软件进行喷射火模拟,研究喷射火场景下平台上部模块的火场及温度场分布规律,并探寻不同风速、风向对火场的分布规律影响。对火焰形态进行研究发现,火焰沿风向飘移,当喷射火为垂直喷射火时,火焰作用于甲板上的面积与风速大小成反比。对温度场进行研究发现,温度场的分布与火焰的分布规则基本一致,甲板上的高温区域位于泄漏口上方甲板顺风向的位置,且风速越大,高温区域距离泄漏口在甲板投影的位置越远。由于风速大会加快结构与外界的热交换,因此,风速越大,甲板上的温度场面积越小,最高温度越低。模拟结果对于气体FPSO上部模块发生喷射火灾时的消防与救灾抢险具有指导意义。

某大型FPSO上部模块管道布置探讨

管道系统设计是海洋石油平台总体设计的一项重要工作,其中平台管道布置设计、支架设计和应力分析是管道系统设计中的三项重要内容。本文结合某大型FPSO(浮式生产储油装置)上部模块管道布置,分析了管道布置设计的原则及要求,可为今后海洋石油平台管道系统设计提供参考。

某巴西FPSO上部模块油气生产工艺设计研究

针对超大型FPSO上部模块油气生产工艺设计的问题,本文以某最大原油生产能力15万桶/天;气体处理能力6百万标方/天;含油生产水处理能力15万桶/天;储油能力2百万桶的巴西超大型FPSO为研究对象,采用油、气、水处理三条主线的方法,研究了其上部模块原油分离、稳定处理工艺;天然气压缩回收、脱H2S、脱H_(2)O、露点控制、分离CO_(2)、天然气外输、气举、回注工艺;以及含油生产污水处理工艺.研究结果表明:该FPSO上部模块油气生产工艺包含了上游油气工业,原油、天然气、生产水处理绝大部分工艺过程,是最全最复杂的FPSO之一,可以为类似FPSO工艺设计提供依据参考.

FPSO上部模块火灾场景结构响应分析

为保证FPSO上部油气处理模块的使用安全,使用FDS软件对FPSO的油气处理模块进行无风和斜风情况下的垂直喷射火模拟,并将温度数据导入ABAQUS软件中进行火灾情况下的结构响应分析,以探究环境风对于FPSO上部模块发生火灾的影响。研究表明:风会改变火焰作用于甲板上的位置及甲板上的温度分布,且当风为垂向结构外侧时,火焰会破坏上部模块的支撑柱,致使更危险的情况发生。

大型海洋平台桁架式上部模块建造方案研究

针对大型海洋平台上部模块尺寸大、重量重、易变形等问题,以某大型半潜式生产平台的桁架式上部模块为研究对象,基于国内某大型船厂现有硬件设施条件,对上部模块建造技术进行研究,提出了一套大型上部模块分段/总段划分方案、建造工艺及建造过程中的精度控制方案。该建造方案对海工企业的大型海洋平台实船项目具有一定参考意义。

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践

详细介绍了海洋石油平台上部模块传统建造工艺和一体化建造工艺,对两种工艺的优缺点进行了对比分析,得出一体化建造工艺在缩短工期、提高质量、降低成本方面的优势。并介绍了一体化工艺建造过程中的重点注意事项,具有重要的实用价值。

基于累积损伤的FPSO上部模块简化疲劳分析

以浮式生产储油轮上部模块的疲劳评估为例,介绍了一种基于线性疲劳累积损伤原理的简化疲劳评价方法。方法考虑了FPSO生产周期内的各种工况和环境条件,并对各种工况做出合理的划分,借助海洋工程通用计算软件SACS的分析结果,最后得到了在一定概率下船体上部结构的累积损伤值。整个分析参照ABS规范,为海洋工程结构的简化疲劳评估提供了一种途径。

圆筒FPSO上部模块与船体间的连接形式探讨

FPSO上部模块与船体间的连接形式关系到上部模块与船体间的界面形式、模块结构内部设计方案和模块安装方案的确定。本文依托国内首例自主研究设计的圆筒型FPSO,考虑其上部模块与船体间的连接形式方案问题,介绍了传统船型FPSO上部模块与主甲板间的连接形式,及各形式特点与适用海况,讨论了国外某圆筒FPSO上部模块与工艺甲板间三种连接形式的优缺点。作为该圆筒FPSO上部模块与船体间连接形式设计的前期研讨。

FPSO上部模块静力计算研究

FPSO作为海上油气处理的重要设施,近年来越来越多地运用于我国油气开采及生产实践中。与国内广泛应用的固定式海洋平台不同,FPSO是随着波浪流等环境条件不断运动的,这就使FPSO的上部模块设计条件与固定式平台大不相同。本文主要针对FPSO上部模块的设计计算方法进行介绍和研究。以大型有限元计算软件SACS为基础,在介绍FPSO上部模块计算方法的同时,研究探讨了边界条件的改变对上部模块结构设计带来的影响,为今后的工程计算奠定基础。

深水FPSO上部模块抗集装箱坠落撞击结构分析

深水浮式生产储卸油装置(FPSO)上的化学药剂罐吊运作业可能引发机械碰撞损伤、环境污染等事故。按石油公司企业标准要求,对化学药剂罐坠落撞击上部模块顶层甲板和主卸货区甲板进行了定量风险分析,计算了典型撞击事件的发生概率和撞击能量。按DNV船级社规范,应用LS-DYNA 3D软件对化学药剂罐坠落撞击甲板结构进行模拟,分析甲板结构的塑性应变损伤和化学药剂罐的撞入深度,确定了甲板结构的局部加强设计方案,确保甲板下重要设备的安全。

海洋石油平台上部模块建造工艺探讨与实践

论述了海洋石油平台上部模块建造工艺,探讨了传统建造工艺和现代一体化建造工艺,研究了上部模块两种建造工艺的不同点。