海上半潜储油生产平台安全消防系统设计

陵水17-2是国内首个自营深水天然气田,采用世界首个带储油功能的半潜平台进行开发。安全设计和风险控制是该平台设计的重要内容。在分析平台的工艺处理流程和总体布局的基础上,从安全分析、主动消防系统、被动消防系统、个人防护系统等方面,介绍了陵水17-2半潜储油生产平台的安全消防系统设计。从安全设计角度分析了半潜平台与常规固定平台设计的不同之处,以期为后续的半潜平台安全设计提供参考和借鉴。

深吃水半潜式储油生产平台立管支撑结构分析

以陵水17-2深吃水半潜式储油生产平台为例,介绍立管支撑结构的分析流程与方法。立管支撑结构一端与平台下浮体相连,另一端与立管接头接收装置相连。计算分析中,为了准确模拟立管支撑结构及相连结构的受力情况,计算模型截取整段下浮体、并模拟立管接头接收装置的结构。立管载荷作用点准确按照立管接头的实际中心点进行施加。通过计算最大应力分析立管支撑结构的强度,通过S-N曲线和应力幅分析立管支撑结构的疲劳。

新型多筒式混凝土生产储卸油平台结构设计与数值分析

针对海上边际油田开发特点,提出了一种新型多筒式混凝土生产储卸油平台(MCPSO),设计了混凝土和钢板混合的双层储油舱室和吸力桩固定式基础;采用数值分析方法得到了MCPSO储罐在波浪力作用下应力的传递特征,分析了波浪力和装载情况对于MCPSO储罐的影响。结果表明MCPSO的舱室设计使得其罐体受力路径清晰,充分发挥了内外罐各自结构和材料的优势。通过数值分析进一步指出了平台建造中应注意加强的部位,为后续的研究和试验提供了一定的数据支持。本文研究成果可有效降低海上边际油田开发风险,提高开发效益,为边际油田开发提供了新的思路和技术储备。

Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测试验研究

新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测技术是保证该工艺顺利进行的关键技术之一。针对前期小试试验提出的静压式方法油水界面监测方案,本文开展Spar钻井生产储卸油平台储油系统1∶15缩尺比中试试验,考察静压式方法在该超长立柱式储油舱内的可靠性及适用性。研究结果表明:静压式方法在常规海况静态置换及一年一遇海况动态置换中对油水界面监测均具有稳定、可靠的测量特性,可适用于Spar钻井生产储卸油平台超长立柱式储油系统。另外,在监测系统中需设置高位/低位定点监测装置及精准的Spar钻井生产储卸油平台吃水监测系统以分别消除斜率偏差及曲线偏移引起的误差。

自升式生产储卸油平台湿拖的影响因素分析

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,研究分析了一自升式生产储卸平台在湿拖航运输状态下波浪方向、拖航航速、拖缆长度、风载荷、流载荷等参数对自升式平台拖航系统的影响。AQWA计算结果表明:顺浪拖航更有利于拖航安全;加大缆长可以有效缓和拖缆张力的波动;风流载荷入射角的变化对拖航系统偏离航线极值的影响较为明显。

内转塔式浮式生产储卸油平台消防系统计算研究

FPSO是集船体的船舶系统、上部模块油气处理系统、系泊系统和外输系统于一体的海上油气处理装置,其系统较复杂,油气泄漏时极易引发严重事故。消防系统是FPSO船舶系统的重要子系统,是人员和生产的重要保障。文中针对内转塔式FPSO消防系统设计及设备选型的合理性问题,分析防火分区发生火灾情况,配置合理的灭火方式,结合相关规范规则,提出了一种内转塔式FPSO消防系统计算方法,可以提高消防系统设计的安全可靠性,保证FPSO安全生产及人员生命安全。该消防系统计算方法对消防系统设计及设备选型起到了关键作用,对FPSO消防系统设计有一定借鉴意义。

三立柱大型半潜式生产储卸油平台设计

针对中国南海典型深水油气田开采,结合陵水17-2深水油气田开发工程项目,提出一种三立柱高效大型半潜式生产储卸油平台新船型概念,具有2万t上部组块有效载荷和2万m^(3)原油储油功能。该三立柱深水半潜式生产储卸油平台与目前四立柱半潜式生产平台船型相比,减少1组立柱-浮箱-锚链,采用大跨度三角形桁架式轻型甲板设计和自主研发油水置换高效储油技术,有效载荷比显著提高,可以大幅降低平台建造与安装工程总成本,为南海深水油气田开发提供一种高效低成本的技术解决方案。

液压式浸没泵在半潜式储油平台上的应用

针对10万t级深水半潜式储油生产平台因4个船体立柱布置了大量的介质舱,剩余空间难以布置机舱和泵舱的问题。综合考虑舱室布置、介质属性、输送要求、操作维护及安全性等因素,兼顾集中货油装卸、扫舱、压载等功能,且不占用大量的立柱空间,根据实际工况,在液压系统上设置储能器,保证台风期间系统安全;使用真空自吸装置提高泵的吸入性能;在排载泵管柱上设置密封装置,保证船舱的水密,减少安装维护工作量;选择采用液压式浸没泵作为货油泵,满足使用要求。

基于准动态模型的提油作业拖轮适用性分析

目前,由于串靠外输方式具有对船舶吨位差异及装载状况要求小、海况适应力强、系泊力小、解脱迅速等优点,而被广泛运用于浮式生产储卸油平台(FPSO)外输作业中。串靠提油作业时,位于穿梭油轮尾部的拖轮能够提供的最大有效拖力直接影响到了作业的安全性。为完善串靠提油作业时所需拖轮拖力的研究,提出更加合理的拖轮选型理论依据,就需要对拖力进行数值计算。首先,对FPSO与穿梭油轮串靠外输系统绕系泊单点旋转时所受风、浪、流等环境载荷进行全面考虑,建立了准动态受力平衡模型;然后,运用经验公式及AQWA软件计算出环境载荷大小,并依据计算结果拟合出环境载荷曲线;最后,配合受力平衡方程求解出能够保障作业安全进行所需的最小拖力。依照此方法计算所得拖力选取的拖轮能够兼顾作业安全性和使用经济性。

规则波中内转塔式FPSO艏摇失稳研究

研究规则波中内转塔浮式生产储卸油平台(FPSO)的艏摇失稳现象。采用SESAM软件建立船舶水动力模型并计算水动力系数。考虑平均漂移力,建立了FPSO艏摇单自由度非线性动力学方程。应用Lyapunov稳定性定理分析平衡艏摇角随波长-船长比的叉形分岔现象,并与模型试验进行对比,结果吻合较好,验证了理论分析的正确性。分析了横摇和纵摇阻尼、内转塔位置和载况对FPSO艏摇失稳的影响。考虑一阶波浪力和平均漂移力,建立了FPSO的6自由度全耦合动力学方程并数值求解,研究艏摇失稳时FPSO的6自由度运动响应,分析艏摇初始条件的影响。计算结果表明,初始条件的细微差异会导致不同的运动响应,艏摇失稳会显著增大横摇响应幅值。

海洋工程装备关键技术和支撑技术分析

针对主要海洋工程装备,特别是深水海洋工程装备,从技术研究的角度,阐述了自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船、张力腿平台、立柱式平台、浮式生产储卸油装置、海洋工程作业船、海洋工程辅助船等关键技术的技术特征及技术研究内容,以及动力定位系统、深水锚系泊系统等支撑技术的技术特征及技术研究内容。