南海油气田在位FPSO限位方案设计

南海海上浮式生产储油轮(FPSO)定位型式均采用单点系泊系统,近年来偶尔出现系泊锚缆零件损坏,为了消除安全隐患,需要对FPSO限位情况下进行海上维修。以更换海洋石油 118FPSO的单点锚缆零件为例,基于限位作业条件,计算分析限位载荷,确定限位拖轮,设计了动态限位方案,并提出风险控制的提升措施,实践证明限位方案的可靠性和安全性。

某海域极端环境下15万吨级FPSO波浪荷载数值研究

目的评估在役15万吨级FPSO在某海域百年一遇极端波浪作用下典型横剖面的水动力特性,进而得到FPSO的极值荷载,作为FPSO返坞改造的关键控制参数。方法基于国产自主三维频域线性势流软件COMPASS-WALCS,建立15万吨级FPSO湿表面网格模型,根据三维绕射-辐射理论,计算湿表面上的水动力荷载,将每个绕射单元上的水动压力直接映射到结构模型上进行计算。采用谱分析方法对百年一遇海况进行分析,得到短期运动极值响应。对响应幅值算子(RAO)和波能谱密度进行谱分析,得到极端波浪下的响应谱,进而得到浮体运动和波浪荷载短期预报各种统计值,利用统计方法求得短期响应的最大值。结果计算了船中部Fr143横剖面的载荷极值,即垂向弯矩、垂向剪力、剖面型心加速度等,发现船舶迎浪时弯矩值最大,随着浪向角增大,弯矩值逐渐减小,剖面垂向剪力则随着浪向角增大逐渐增大。结论FPSO在极端波浪作用下,其大迎浪角条件下荷载更加危险,需要给予格外关注。

在位FPSO限位维修方案设计和作业风险监控

南海浮式生产储卸油装置(FPSO)均采用单点系泊系统,基于生产和维修需要,为消除安全隐患,在海上维修FPSO。以更换海洋石油118FPSO的单点锚缆零件为例,基于限位作业条件,计算限位荷载,确定限位拖轮,设计动态限位方案,提出风险控制的提升措施。实践证明,限位方案具有可靠性和安全性。

基于人工智能的三维结构全局应力求解方法研究

针对结构健康监测系统(SHM)中有限数量的应力测点难以监测结构全局应力的问题,提出一种基于人工智能的三维结构全局应力求解方法,通过少量应力测点实现对三维结构物应力场的实时求解。首先,基于有限单元之间对载荷响应的关联性,运用相关性分析找出求解三维结构物应力场的特征单元;其次,利用神经网络建立特征单元与相关单元的求解关系,并将特征单元设为应力测点进而求解结构全局应力;然后,以某海洋平台连接器结构为应用主体,考虑测点数量、神经网络架构、收敛准则等因素对求解精度的影响,建立连接器结构应力场人工智能算法优化模型;最后,开展实尺度模型试验,经比较分析得出该算法模型应力求解精度高达93.6%,该技术可切实提升SHM系统的实用性,将传统的对“点”监测提升为对“场”监测。

自安装井口平台桩靴结构强度分析

针对自安装井口平台需要在目标油田进行长期作业不撤离的特点,提出一种适用于自安装井口平台的无浮力式桩靴,桩靴设有新型的自适应式封堵楔块结构,通过封堵楔块运动解决平台站立状态时的桩腿浮力对平台的不利影响,使用有限元法对桩靴结构本体、封堵楔块在平台插桩和站立作业状态时的受力情况进行数值模拟分析,结果表明,新型自安装井口平台桩靴安全。

海上外输漂浮软管结构设计研究

用有限元方法分析外输漂浮软管的帘线层及钢筋缠绕层对拉伸、弯曲等关键性能的影响,提出外输漂浮软管的合理设计结构,并将样品管试验数据与国际标准OCIMF进行对比。试验结果满足标准要求,验证了设计结构的合理性。

南海FPSO单点液压大钳基座焊缝裂纹安全分析

分析南海FPSO内转塔形式的单点系泊系统在单点液压大钳处出现的焊接裂纹,利用有限元模型仿真软件,建立单点液压大钳受力模型,输入载荷同时考虑垂向系泊载荷及FPSO船体水平动态力作用对焊缝的影响,还考虑到焊缝处的扭转载荷,计算分析强度和疲劳,计算结果表明,单点系统不会由于锁紧器基座焊缝裂纹失效而发生重大风险故障,但为保障安全性,提出单点液压大钳焊缝裂纹结构的风险控制建议。

海洋石油111 FPSO船体结构维修改造设计

介绍了海洋石油111 FPSO船体基本情况,描述连续服役多年后船体结构现状,基于BV和CCS船级社规范,对腐蚀超标的结构或板进行更换或维修;对结构强度按照船级社的最新规范进行设计复核,基于计算分析结果对船体结构强度及疲劳不足之处进行加强,可以为中国以后FPSO的维修、改造提供帮助和借鉴。

南海FLNG关键技术分析

针对浮式液化天然气生产储存外输装置在南海气田开发中的适应性问题,考虑南海深水及恶劣海况,从工艺系统、LNG存储、外输方式等方面,提出适合南海气田FLNG开发的技术方案,并探讨台风期间FLNG不解脱BOG处理问题。

海洋石油115 FPSO船体结构状态评估

FPSO设计上一般10~15年进坞维修,在服役期间需要面对引起疲劳的周期载荷及考验总纵强度的台风工况。因为从FPSO开始投产到第1次坞修期间可能遇到FPSO本身来自生产模块的改造重量增重、海况设计条件变化及设计标准规范升级等问题,所以在第1次坞修之前,为全面掌握海洋石油115 FPSO坞修前的船体结构状态,按照船级社最新规范要求,建立了船体2D截面和3D舱段有限元模型,分别就船体梁强度和节点疲劳强度进行评估,计算结果表明其结构强度满足最新规范要求。

计及界面层的单向纤维复合材料力学特性研究

本文计及界面层对单向纤维复合材料力学特性的影响,改进了朱颐龄提出的细观回字模型,提出新的单向纤维复合材料ET、GLT估算公式.将本文估算公式结果与现有常用估算公式及国内外已发表的玻璃/环氧、碳/环氧、硼/环氧复合材料的ET、GLT试验结果进行比较,表明:本文给出的估算公式对单向纤维复合材料力学特性估算值与试验结果吻合度更高.

基于ABAQUS软件的海上漂浮软管接头剥离破坏的数值分析

海上漂浮输油软管在拉伸载荷作用下,管接头失效的主要形式为管本体内层橡胶复合材料与接头钢制短节的剥离损伤.本文以8吋海上漂浮输油软管为例,采用ABAQUS软件中零厚度的内聚力单元模拟粘合剂,数值分析拉伸载荷作用下软管接头的剥离损伤的问题,提出软管接头粘合剂的剥离损伤力学分析方法,为海上漂浮输油软管接头结构的承载能力分析以及接头的结构改进设计提供依据.

内转塔单点系泊系统锁紧装置载荷传递及失效分析

本文通过探讨内转塔单点系统的锁紧装置的设计依据及设计原理,对其进行整体受力情况分析,从而找到锁紧装置的薄弱环节并有针对性地进行失效分析。探究锁紧装置因其自身的制造及安装工艺缺陷等引起的故障风险,以及对单点系泊系统整体和船体结构的安全风险影响,进而提出相关系统及结构的风险控制建议。

南海FLNG外输系统研究

依托FLNG(LNG-FPSO)开发南海深水气田已经是我国的必然趋势,南海恶劣的环境条件严重制约了FLNG产业的发展,尤其是LNG外输已经成为制约FLNG开发南海气田的关键技术因素,本文陵水FLNG外输系统的进行研究,从使用环境限制、设备性能、外输周期要求等综合因素进行外输系统比选研究,最终提出适用于南海FLNG的外输方式,解决了南海FLNG的外输难题,为后续的FLNG开发奠定技术基础。

“海洋石油111”直升机甲板升级改造方案论证

针对“海洋石油111”拟将原设计降落SUPER PUMA 332的直升机甲板在坞修期间改造为降落Sikorsky S92直升机的工程计划,根据BV规范,应用GeniE软件对新直升机甲板及支撑结构进行有限元分析,论证改造后的直升机甲板结构强度满足规范要求,该改造方法可行。

“海洋石油162”隔水导管扶正平台强度计算分析

“海洋石油162”试采平台使用艉部可收放的隔水导管扶正平台对井口提供保护,代替井口平台,对该扶正平台进行有限元分析和强度校核,模拟各工况下扶正平台整体及连接结构的应力水平,结果表明,其结构强度满足规范要求,可保证安全生产。

海上外输漂浮软管的结构角度设计研究

海上外输漂浮软管是FPSO外输原油的唯一通道,是复合型橡胶软管,具有结构复杂及材质多样性特点,且缺乏相关的设计规范及标准,理论体系尚不完善。使用有限元分析方法对一段典型结构的外输漂浮软管进行分层建模,分析其帘线层结构角度对拉伸和弯曲性能的敏感度,给出了不同工况下结构角度对拉伸和弯曲的影响,最后对外输漂浮软管实物进行试验验证,并与国际通用OCIMF标准进行比较,为指导以后管道的优化设计,实现外输漂浮软管国产化提供参考。

船冰相互作用研究方法综述

船舶在冰区航行以及海洋结构物在冰区的运营中,结构物与海冰的相互作用是一个关键问题。由于海冰的材料特性复杂,目前对于相关问题的了解有限,开发有效的本构模型以及对数值方法应用的改进是船冰作用研究的关键。文章对近年来船冰作用问题的研究方法进行了总结。船冰作用的主要研究方法包括试验法、有限元法、离散元法和概率法。通过试验能够获得最直接的数据,同时也是建立海冰本构模型的基础,但试验成本高昂;有限元法理论基础扎实,商业软件较多,方便实现,但在模拟冰的脆性破碎和碎冰大尺度移动方面能力有限;离散元法能够更好地模拟冰的破碎与离散的特点,但目前该方法的开发应用不够完善;由于冰的某些特性如内部缺陷大小和方向具有随机性,因此概率法也被认为适于研究冰的部分问题。

油船改装FPSO结构探析

世界上大部分浮式生产储油船由现有油船改装而成,而现有油船结构缺陷直接影响该型船的服役寿命。从结构方面分析现有油船的选择及结构缺陷,给出浮式生产储油船改装结构计算特点及腐蚀维修措施。

基于专家系统的台区线损异常智能诊断方法及应用

利用专家系统的推理和决策功能,设计了一套台区线损异常智能诊断系统。该智能诊断系统将台区用电原始数据载入专家系统中进行线损异常智能诊断,甄别出线损异常的台区,并分析出导致该台区线损异常的原因,并将这些线损异常信息存入台区线损异常数据库中。电力企业管理人员在系统人机交互界面上查看线损异常信息。该系统的使用提高了线损异常的诊断速度与效率,提升了电网的智能化管理水平。