基于CFD方法的FPSO的波浪荷载和运动响应研究

针对浮式生产储油船(Floating production storage and offloading, FPSO)在深水作业时面临的恶劣海况问题,为保证其服役期间的安全性及作业效率,需要准确计算非线性波浪荷载和运动响应。本文应用基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的软件STAR-CCM+建立了针对实尺度FPSO模型的数值水池,基于Richardson外推法,针对时间步长和网格尺寸,分析了二者的收敛性和数值不确定度。使用该数值水池模拟了不同波浪工况作用下FPSO的运动响应,计算其受到的二阶波浪力,并与势流结果进行对比。结果发现,随着波陡增大,平均波浪力的CFD结果逐渐大于势流结果,且呈现差异化增大。而波陡大于1/15时,纵摇的CFD结果明显大于势流结果。说明大波陡条件下,黏性效应对平均波浪力和纵摇影响明显,为恶劣海况下预报及修正FPSO的二阶波浪力和运动提供了参考。

基于自行式液压模块化运输车的称重技术研究

为了进一步拓展自行式液压模块化运输车(SPMT)的应用范围,文章对SPMT的高精度称重技术进行了研究。通过在SPMT车板上布置重量传感器,并利用车辆的自身升降功能,实现了大型结构物称重和运输装船过程的整合。重点介绍了SPMT称重系统的技术原理及软硬件系统构成,并对系统误差和控制方法进行了分析,形成了完整的SPMT称重系统。试验证实,SPMT称重系统具有较高的称重精度,且可有效缩减称重工期、降低施工成本。

半潜式生产平台船体分段划分原则

陵水17-2半潜式生产平台为全球首座万吨储油半潜式生产平台,在海油工程青岛公司建造,由于其结构强度和疲劳寿命要求都很高,船型也与以往的半潜平台有很大的区别,因此对此船体的分段划分提出了更高的要求。本文结合船厂传统船型的分段划分原则,通过逐一分析陵水17-2半潜式生产平台船体分段划分过程中的影响因素,提取通用性原则,最终梳理出半潜式生产平台船体的分段划分原则。

基于SACS的半潜平台组块总装临时支撑布置实践

在桁架式半潜平台组块建造过程中,总装垫墩的布置不仅要考虑组块总装过程中地基承载力要求,避免不均匀沉降,也要考虑避免塌腰变形的问题。此外,还要结合组块甲板片分片总装顺序、组块建造高度,以及一层甲板下管线电仪等其他专业支架位置等,布置一层甲板下总装垫墩支撑管。结合组块整体的变形,通过SACS软件模拟分析,对存在变形过大风险的节点,采取增加总装垫墩的方法,对单个垫墩能力采用AISC规范进行柱状构件压杆失稳校核。最后,分析得出满足要求的总装支撑布置。

关于导管架建造过程中拉筋尺寸控制的研究

根据导管架的建造特点,通过对历史数据的测量、统计、分析、总结,提出拉筋预制执行公差,并针对各类型的拉筋制定了不同的公差标准,采用新标准后大大降低了组对时对接口的修口率,提高了导管架组对和焊接的质量精度和施工效率,同时更加合理的控制了导管架整体建造精度,规避质量风险,为后续导管架建造及误差研究提供了指导。

海洋石油平台脚靴的结构优化设计

汇总分析近几年某建造场地所建造的近海海洋平台相关参数,优化脚靴结构形式,使之具有通用性。根据优化后的脚靴结构形式,给出平台称重时的最佳称重系统布置方案,并通过ANSYS软件进行计算校核,优化后的脚靴强度满足施工要求。给出通用脚靴在实际生产应用中的注意事项。

圆筒型FPSO码头临时系泊分析

本文以圆筒型FPSO(浮式生产储卸油装置)为研究对象,对该类FPSO在码头临时靠泊时所使用的系泊系统进行分析研究。本文主要以某一圆筒型FPSO为例,对其临时系泊系统做了设计分析,并对设计的系泊系统的安全性进行了验证。文中的有限元计算基于SESAM软件,通过设计及计算,验证了设计系泊系统的安全性,总结了该类系泊系统的使用时可能会出现的问题,并提出了针对这些问题的建议。

埕岛油田海底管线悬跨段动力响应分析

以胜利埕岛油田CB11D-CB11E海底输油管道CB11D端悬空段极端海况为例，研究了该海底输油管道的在波浪、流、地震等外荷载作用下的动力响应，结果表明，在波浪、流及地震共同作用下悬空管道两端及弯管处应力很大，管跨中间位置位移最大，说明该两处最容易发生破坏和断裂。因此应密切检测悬空管道两端和管跨中间的刚度，及时采取防护措施。

浮管结构在波浪中运动的数值模拟

如今浮管结构广泛应用于海洋防污染、海洋工程以及海水养殖中。浮管结构一般都有固定锚点及配重,锚泊系统的失效会对系统造成破坏性的后果,锚绳材料的选择显得尤为重要。针对该问题,论文通过对漂浮浮管在波浪作用下整体运动情况进行数值的模拟,计算出浮管所受外力,从而得到与浮管相连的锚绳所受外力。然后,根据锚绳所受外力,对于不同材料的锚绳对浮管运动的影响进行了分析;最后,得出了不同材料的锚绳将对漂浮浮管产生不同程度的影响,为实际工程中锚绳的选择提供了参考。

陵水17-2半潜式生产储油平台船体总段合拢技术

针对陵水17-2平台船体建造施工周期短、施工区域无龙门吊、舱壁薄难以设置大吨位吊点等施工难点,根据项目工期、船体场地布置和设备情况,设计SPMT轴线车+云轨车运输、浮吊吊装、履带吊吊装3种总段合拢技术,SPMT轴线车+云轨车合拢技术应用于3000 t级的L型总段、浮吊合拢技术应用于靠海侧总段、履带吊合拢技术应用于远离码头侧总段,3种合拢技术联合施工,提高了合拢效率。

大型深水导管架封隔器安装工艺

随着海洋油气向深水的发展,需要建造的导管架越来越大,应用于深水导管架的附件也越来越多。为保证工程质量,有必要深入掌握其原理和性能。通过详细介绍应用于深水导管架封隔器的用途及安装工艺,为今后其他大型导管架封隔器的选择和安装提供参考。

关于板材订货施工预留量的分析研究

在导管架的成本构成中,材料的费用占有很大的比率,因此材料科学的排版采办对于项目的盈利非常重要。因为在加设过程中,材料的利用率与加设过程中编制的施工文件及现场的施工工艺息息相关。本文根据现场板材的切割工艺及板材到货情况对板材宽度方向和长度方向需要预留工艺用量进行了分析研究,最后对不同板厚宽度方向和长度方向预留余量进行了汇总,为以后结构钢板的订货提供了指导作用。

海洋工程结构滑靴传力有限元分析

对海洋工程结构物在建造过程中的下部支撑结构滑靴的传力情况进行分析研究,研究表明:由于假设条件与实际不符,两种传统的滑靴传力简单手工计算方法不能真实反映滑靴传力规律,通过有限元分析计算出较真实的滑靴传力趋势,得出满足滑道承载力需求的滑靴结构形式,保证海洋工程结构物陆地建造的安全性和经济性。

基于SACS的半潜式生产平台整体提升非线性分析

采用SACS软件对半潜式生产平台进行整体提升模拟,对于采用液压系统的提升系统,基于力-变形曲线的非线性模拟方法更精确地模拟提升系统的钢绞线受力情况,根据液压提升系统实际刚度对整体提升系统进行非线性计算,此方法可准确模拟单个吊点处多个液压提升器的钢绞线受力情况,计算结果与实际情况情况相符。

半潜式平台船体陆地建造布墩技术研究

陵水17-2气田半潜式生产储油平台船体在滑道建造,底部L形总段预制完成后直接运输就位合拢,建造完成后采用液压滑靴装船,基于此建造工艺进行垫墩类型和布墩方案设计,满足施工和精度控制要求。建立全船有限元模型,对船体结构进行强度分析和垫墩支反力校核,结果显示船体结构强度和垫墩设计及布置满足要求,为项目的成功实施提供了技术支持,也为以后类似船体建造项目的布墩设计提供了参考。

关于4000t压力机胎模分析及优化

首先介绍了4 000 t压力机工作原理,详细分析了两种胎模的优缺点及其原因。在此基础上,提出了一种新型的胎模结构,经有限元分析表明使用新型胎模后钢板预弯所需压力大幅减少,而且不需要在板头两端预留压边余量,有很好的实际应用前景。

海洋结构物建造起重技术综述

随着近海油田开发力度的加强以及深水工程的迅速发展,海洋结构物不断向大、高、重、新、柔、难方向发展,使得建造施工作业越来越复杂。本文分别从结构物吊装、整体提升、滑移和运输方面,对海洋结构物建造过程中的起重技术进行阐述,为后续海洋结构物制造提供参考价值。

履带吊吊装船体分段技术分析

半潜式生产储油平台下部船体的建造,通常是在船坞内通过龙门吊吊装完成船体分段的合龙。但在船坞资源紧张的情况下,该平台船体可以放到滑道上进行建造,但没有设置龙门吊的滑道就面临船体分段如何吊装合龙的问题。针对此问题,文章提出了一种用履带吊配合吊排进行船体分段吊装合龙技术。以陵水17-2半潜式生产储油平台一个船体分段为例,从吊排设置、吊点布置到吊机选型等进行了分析计算,最后通过项目的实施进行了技术的验证,为以后类似船体分段的吊装合龙提供了参考。

导管架建造过程风致振动分析及抑振措施的研究

近年来随着油气勘探向深水的发展,海洋工程业建造的桩基式平台越来越大,除了尺寸和吨位的增加外,平台的建造难度也大大增加。大型导管架一般都是卧式建造,建造阶段最高点离地面的距离高达110米左右。因青岛场地风大且持续时间长,有时还有台风,在建造阶段导管架某些高空悬臂杆件可能会发生风致振动,强烈的风振将会很快引起杆件端部应力集中部位的疲劳裂纹。本文对导管架风致振动进行了分析,同时讨论了目前常用的几种抑振措施。

海洋结构物拖拉装船用钢绞线敷设方法研究

万吨级大型结构物拖拉装船作业是海洋工程项目运行过程中重要的关键环节之一,关系到海上安装工作能否赶上适合的气候窗,该作业能否顺利实施的关键因素是拖拉装船作业用的钢绞线是否能高效敷设。目前,该项工作的实施在国内外都是依靠人力手拉肩扛来完成,人力劳动强度大、施工效率低。针对该问题,文章使用滑轮组配合卷扬机作为机械敷设钢绞线稳定的动力来源,通过缠绕在卷扬机滚筒、滑轮组及单柄滑轮上两端插编连接的钢丝绳形成传输回路。极大的提高施工效率,能够完成多种分布形式的钢绞线敷设,实现多根钢绞线同时传输,一次性解决了以后所有项目的钢绞线敷设问题。