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。

FPSO锚桩海上安装作业流程的优化

阐述浮式生产储卸油装置(FPSO)单点系泊系统锚桩的海上安装程序,通过优化作业步骤、改进作业工具等,统筹兼顾,提高锚桩海上施工效率,为今后类似锚桩海上安装作业流程的优化提供借鉴。

输油臂联锁故障率分析研究

输油臂系统用于码头与船管道之间传输液态或气态介质的专用设备,具有初级限位报警功能、二级超位报警及ERC紧急脱离控制功能。同时二级超限报警输入到SIS紧急停车系统,联锁关闭输油臂根部阀门。自码头投用以来,二级超限接近开关频繁报警,装卸船过程输油臂臂根阀联锁频繁动作,造成后路憋压,带来生产安全隐患。产生联锁误动作的原因有两个,一是输油臂接近开关受潮腐蚀,故障率高,已通过进线整改、加防水格兰、包防雨布等防水措施,问题陆续解决。二是联锁逻辑设置不合理,即将立项进行联锁改造。现逻辑为一个装卸区内的所有输油臂内外臂包容角超限报警,水平回转超限报警都将触发联锁动作,关闭所有输油臂根部阀。联锁更改后,未作业输油臂(实际一个装卸区1-2个臂同时作业)的二级报警不作为联锁条件。未作业输油臂是收回状态,取消其联锁功能不影响联锁可靠性。

海洋石油支持船评价指标体系标准化设计方法

本文探讨了海洋石油支持船评价指标体系、权重设置的原则、指标筛选的思路和方法,建立了一种主客观判断相结合的指标权重分析方法,分析了船舶特征和作业指标体系的层次结构;在此基础上建立了海洋石油支持船评价指标体系标准化设计方法,满足了指标标准化设置的各项原则,同时就依据该方法编制的两部有关OSV细分船型的评价标准做了实用案例解析。

液化天然气船旁靠补货过程中舱内压力控制技术

液化天然气(LNG)船靠船(STS)补货并保持LNG船连续不断向气化站提供LNG货物是一种比较复杂的工艺方案,补货时舱内的压力和温度控制是影响整个过程的关键控制点。分析了环境温度、LNG泵的运行、舱内LNG液位变化等因素对舱内天然气蒸发气压力的影响,并在实际应用中对不利的影响因素进行统计和分析。在此基础上找到与实际情况相符的LNG船舱内的压力控制技术,为类似的LNG船旁靠项目的调试及运行提供参考。

薄膜式LNG运输船温度场研究

液化天然气运输船液货舱热维护系统是一个结构复杂的、具有第三类边界条件的、多层平壁的稳态导热与自然对流及辐射换热相互耦合的三维复杂传热系统。针对这一复杂系统,考虑了船体主要构件、骨材、空腔空气对流、表面间的辐射对换热的影响,建立了数学模型,并给出了基于通用软件ANSYS的数值计算方法;还以某艘LNG运输船为例,进行了温度场的有限元分析。结果表明,所给出的对LNG运输船液货舱热维护系统的热分析方法是有效的。

海上平台舷梯损坏原因分析及解决方案

某采油平台舷梯出现严重损坏,通过对舷梯各部分损坏程度,结合使用全过程进行分析,得出导致严重损坏的主要原因是与船体的碰撞、销轴处润滑不充分、强风等,导致了舷梯主体结构发生塑性变形,无法正常使用。对销轴结构进行改进,改善销轴的润滑和强度;在舷梯末端与拖轮甲板接触位置增加脚轮,减少摩擦;增加舷梯整体强度,整改完成后现场使用效果良好。

新型内河LNG燃料加注趸船

为了解决天然河流水位高差与航道宽度季节性变化大而导致的LNG船舶燃料加注困难的问题,提出了一种介于岸基式加注站与加注船之间的新概念——内河LNG燃料加注趸船。为此,分析了LNG加注趸船概念提出的背景、船型的市场需求和分级管理理念,并从安全屏障角度讨论了LNG加注趸船的安全设计原则,重点阐述了LNG的安全储存理念及其实现手段,从储罐的选型、设计压力的确定、选材、泄漏防护原则及其试验验证等方面明确了LNG安全储存的实现方式。在LNG系统方面,提出了LNG补给及加注系统的工艺安全要点,阐明了轻型加注臂的技术特点,同时论述了锚泊与系泊的安全考虑。结论认为:①基于分级管理,采用国际海事组织的C型独立罐,并进行工艺安全、锚泊和系泊设计的LNG加注趸船是可行的;②至2025年,我国长江和珠江上500 m^3规模LNG加注趸船的需求量将接近30艘;③该船型的安全性、可靠性已经得到了实践的检验,目前已发展出第四代船型。

LNG船液货舱预冷过程

LNG船在装货前要向液舱内喷入少量LNG或液氮进行降温,喷入的LNG吸热降温并需使液舱温度达到一定值后才能开始正常的装货,预冷过程影响到LNG船液货舱的安全。对LNG船液货舱的预冷过程进行了分析,提出预冷过程的数学模型,由此得出预冷理论规律。同时,以12.5×104m3的MOSS型LNG船为母型船进行了理论推导、编写计算程序和实际计算,并与实船试验进行比较分析,得出LNG船预冷的实际规律,对船舶实际航行中的预冷计划和节约预冷时间具有指导意义。

LNG围护系统结构失效模式的有限元模拟

LNG运输船设计关键技术之一是液舱围护系统的结构安全设计。为了保证LNG液体的运输安全,需要特别关注围护系统的结构设计,其中对结构失效模式及其发生机理的研究具有很高参考价值。为了能够全面研究薄膜型液舱结构特性,采用基于有限元的数值模拟方法,针对在晃荡荷载下的结构响应,建立了一种简化的二维有限元模型。根据层式复合材料特点,分别选取对应的强度失效准则,分析结构的失效模式。数值分析结果显示,首层聚氨酯泡沫层在晃荡荷载作用下最先发生压溃破坏,在MARKⅢ型液舱设计中应该被重点关注;其他的结构失效模式依次为:次层聚氨酯泡沫层压溃失效、层合板剪切失效以及树脂绳压溃失效。采用数值模拟进行围护系统的截面失效模式分析,能够快速高效地指导LNG液舱结构设计,是在液舱设计领域新的应用尝试。

海上浮式生产储卸油装置在脱硫过程中离散相混合和传质研究

本文以某海上浮式生产储卸油装置(FPSO)加热炉的烟气脱硫过程为原型,研究了文丘里洗涤器中气液两相流的数值模拟问题。通过群体平衡模型(PBM)与CFD耦合,建立了两相流混合与传质模型来描述离散相行为。考虑到由于湍流作用和相互影响导致的液滴破碎和相互碰撞,采用离散模型和正交矩模型对种群平衡方程(PBE)进行数值求解。然后,将碱液吸收SO_(2)的传质模型加入到求解模型中,计算得出SO_(2)的吸收效率。模拟结果表明,该模型能够正确模拟文丘里洗涤器内的多相流动和传质过程,与实测脱硫效率相比,平均误差小于8%。应用该模型研究了入口SO_(2)浓度,以及入口气速和喷射初始粒径对脱硫效率的影响。结果表明,在当前的结构设计下,脱硫效率随入口SO_(2)浓度和入口气速增加而降低;随着初始粒径的减小,脱硫效率增加,但是随着粒径减小脱硫效率增加程度减小。

天然气—燃油双燃料机动船及船运CNG充气装置

机动船大多数以汽油、柴油为燃料,不仅消耗了大量汽油和柴油,而且发动机废气还加剧了江河湖泊流域的大气污染.因此以天然气替代汽油和柴油,缓解液体燃料的紧张状况,减少环境污染是我国一项长期的能源政策和环境保护政策.为此,提出了天然气-汽油和天然气-柴油双燃料机动船及其船运CNG充气装置等配套技术方案,并对采用该系统的社会、经济效益及其实施方案进行了详细的分析研究.结果表明:采用天然气双燃料机动船及船运CNG充气装置在技术上可行;可节约燃料30%～50%,经济性较好;排放废气中有害物质大幅度减少,环保效果明显;值得推广与应用.

应用边界元法计算低温液罐的鞍座温度场

利用边界元法计算了液化石油气（ＬＰＧ）船低温液罐鞍座的温度场。首先，对鞍座支撑部分作近似假设，在此基础上进行传热分析并计算鞍座上侧边界温度，然后利用边界元计算ＬＰＧ船型上低温筒形液罐的鞍座和双叶型液罐的鞍座温度，并对计算结果进行分析和讨论。

浮式生产储卸油装置的若干关键技术问题

鉴于对浮式生产储卸油装置的运动性能、结构强度和作业安全都有很高的要求。本文就甲板上浪、FPSO与穿梭油轮的多单元耦合作用、系泊特性、水深对运动的影响、疲劳评估和水弹性分析等关键技术问题做了综述,以期对浮式生产储卸油装置的设计、作业和维护有一定的参考价值。

浮式生产储油轮火炬塔结构的疲劳分析

运用现代疲劳强度理论与方法,对国内一艘在建浮式生产储油轮的火炬塔结构进行疲劳强度校核,并对疲劳分析中所应用的波浪诱导运动长期预报、管节点热点应力和疲劳寿命计算做了介绍。

液化气船液罐应力分析

用有限元数值方法,对某液化气船的一个C型双联圆筒形液罐进行了应力分析,建立了液罐内部液体压力(静态和动态)的算法,开发了相应的计算程序。最后给出一个典型液罐应力分析的主要结果,并按规范要求做了强度校核。

锚泊油轮波浪诱导运动和最小安全水深

采用三维源汇法对油轮的波浪诱导运动进行了系列计算,考察了排水量从3.0万t至30.0万t的5艘油轮在浅水海域规则波下的船体运动响应,通过响应谱的统计分析,获得了各种海况条件下船底最大垂向运动幅值的统计值,并绘制了相应的曲线族,可用于确定油轮在不同海况与水深条件下所需的最小安全水深。

CALM单点上膨胀节内压推力对设备管口影响分析

CALM式单点系泊系统主要用于系泊大型油轮,接卸中转油品,在国际上已得到广泛应用,但国内对CALM单点的研究刚刚起步。本文通过CALM单点局部细节的研究,依托CAESAR Ⅱ软件进行模拟,对CALM单点上膨胀节对设备管口荷载的影响进行了分析。

单点系泊油轮动力响应试验研究

单点系泊采油装置因其机动性强、经济性好、投产早等特点 ,已成为我国海上油田早期采用的主要装置。分析了引起海上单点系泊油轮纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇和平摇 6个自由度运动的原因 ,讨论了油轮各个自由度运动对油轮上设备正常工作的影响。研究表明 ,纵荡、升沉和纵摇对油轮设备影响最大。为了求得油轮这 3个自由度的运动 ,对单点系泊油轮进行模型试验。单点系泊油轮在海浪中的运动规律表明 ,在 ω/ g/Lbp=2 .5处纵摇和升沉运动最大 。

明珠号FPSO串靠艉输改造方案研究

明珠号FPSO原采用旁靠外输方式,该方式对外输环境条件要求相对苛刻,外输作业时单点系泊力较大。明珠号投入BZ25-1油田生产后外输频次加大,为降低外输风险,拟将明珠号FPSO由旁靠外输改为串靠艉输。首先对明珠号FPSO串靠艉输改造方案进行了研究,论证了串靠艉输方案对周边油田设施的影响,并对艉输软管方案进行了比选,推荐了简易系泊+漂浮输油软管外输方案;而后较为详细地论述了上述外输方案中系泊系统、外输软管系统的设计,对穿梭油轮的要求等,并制订了风险应对措施。