PSPC规范在深水半潜浮式生产平台涂装设计施工中的应用

深水半潜浮式生产平台(SEMI FPU)与传统船舶相比具有设计使用时间长、服役环境复杂、防腐要求高、施工及检验要求严苛等特点,同时又兼具油气钻采设施和船舶双重特点,压载舱、货油舱、空舱等舱室涂装及船级社入级需要遵从IMO PSPC规范要求。本研究从PSPC规范在半潜浮式生产平台防护涂层系统设计、涂层系统认可、涂装施工、检验及涂层技术文件等方面,结合实际工程案例进行解读总结,给出了相应的工程经验推荐作法,希望能为从事相关工作人员提供参考。

极端工况下浅水大型半潜漂浮式风机动态响应分析

利用WADAM程序进行三维辐射/衍射频域分析计算,计算时域分析所需的相关水动力系数,如附加质量、辐射阻尼、一阶/二阶波浪力传递函数和RAO等。优化设计一套适用于浅水的悬链式系泊系统,利用ORCAFLEX开展对大型半潜漂浮式风机在50年一遇极端工况下风浪流耦合环境条件模拟。分析大型半潜浮式风机在极端工况下完整系泊和考虑系泊失效(单缆破断)情况下的运动响应、塔顶加速度及锚链设计张力等风机关键控制参数。结果表明,该大型半潜漂浮式风机稳定性好,完整系泊和单缆破断运动和系泊性能表现优异,风机关键控制参数均能满足50年一遇极端工况的设计值要求。

深水半潜浮式生产平台防护涂层设计应用

深水半潜浮式生产平台(SEMI FPU)与传统船舶结构相比具有使用寿命长服役环境严苛、防腐设计要求高等特点,通常采用涂层系统防护、阴极保护或两者联合防护。本文从SEMI FPU涂层防护区域结构设计,涂层系统设计,涂装施工、涂层维护等方面,对防护涂层系统设计应用进行了归纳总结,提出了相应的工程经验推荐作法,希望为从事相关工作人员提供参考。

海上半潜式浮式风机平台系泊系统对比研究

选取5MW-OC4深水半潜式浮式风机平台为参考模型,利用AQWA软件建立半潜式浮式风机平台模型,在频域范围内计算浮式风机平台运动响应,得到平台幅频响应曲线,以验证数值分析的可靠性。选取3种浮式风机平台系泊系统,对比研究系泊系统改变对浮式风机平台运动响应的影响规律,同时分析极端环境条件下单缆失效对浮式平台运动响应及系泊缆张力的影响。计算结果对浮式风机平台系泊系统的优化设计有一定的参考意义。

大型半潜浮式风机平台设计及稳性研究

基于10 MW级大型风机,采用钢筋混凝土结构,进行了半潜浮式风机平台的概念设计,采用SESAM建立平台的数值模型,对立柱间距、立柱倾角及立柱直径对该半潜平台完整稳性的影响规律进行了重点研究并对平台进行优化,对优化后半潜平台的破舱稳性、综合许用重心高度及固有周期进行了验证。结果表明:以上因素以不同的方式影响平台完整稳性,而增加立柱倾角在钢筋混凝土用量和排水量等方面更具优势,优化后的平台完整稳性、破舱稳性、综合许用重心高度及运动周期均满足设计规范要求。

作业水深对浮式半潜平台波浪砰击的影响

结合模型试验,基于数值重构和外推的计算模型,采用时域全耦合分析方法,对浮式半潜平台全水深锚泊系统以及风、浪、流载荷的联合作用进行模拟,针对动力辅助锚泊定位平台与锚泊定位平台在不同作业水深下的波浪砰击进行对比研究。研究结果表明:浮式半潜平台关注点处波浪砰击次数受作业水深的影响敏感。平台在同等环境工况下,关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着作业水深的增加而加剧。动力辅助锚泊定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点的相对运动,作业水深变化引起的动力辅助锚泊定位平台同一关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值明显优于锚泊定位平台。在平台设计过程中,作业水深对平台气隙和波浪砰击的影响应引起重视。

定位方式对浮式半潜平台气隙的影响特性及机理研究

本文结合模型试验,采用数值重构的模型,以一浮式半潜平台为算例进行时域全耦合分析,就锚泊定位与动力辅助锚泊定位对平台气隙影响的敏感性展开研究,深入探索了定位方式差异对平台气隙的影响特性及其机理。研究得到如下结论:动力辅助锚泊定位平台较之于纯锚泊定位平台,锚链对平台的垂向约束相对较小,在垂向方向,平台与波浪之间的随动性更好,从而减小了平台与水质点之间的相对运动,对气隙有着较好的改善效果。在同等工况下,锚泊定位方式平台发生负气隙的概率大于动力辅助锚泊定位方式平台,其波浪砰击也更为剧烈。在平台气隙数值模拟时,应充分考虑定位方式差异对平台安全作业的影响。

关于浮式半潜平台生产水处理的高效涡流三相混合气浮选选用

本文指出了海上平台生产水处理目前面临的困难,结合本项目浮式半潜平台的生产水特点、本设备的原理、特点和此前的应用效果进行分析选型。涡流三相混合气能浮选系统的原理新颖,体积小,重量轻,此前在海上试验结果表明,该技术可以快速、高效地去除生产水中的石油类和悬浮物,系统出水的石油类和悬浮物的含量均可以达到20mg/L以下。

基于多平台训练的海洋平台极短期运动预报研究

在风浪流等环境条件的共同作用下,浮式海洋平台会在六自由度方向上进行摇荡运动,进而对海上作业安全构成了严峻的威胁。准确的运动极短期预报,可以作为输入条件,提高运动补偿装置的性能;另一方面也可以提供及时的实时预警信息,指导安全作业。深度学习算法是指模型通过对现有的数据进行学习,在大量的训练后使得其能够提取到数据的特征,进而能够根据输入数据对未来进行预测。通过对若干海洋平台的模型试验数据进行学习,建立了基于长短期记忆神经网络(LSTM)的深度学习模型。模型实现了对未来20~40s内的垂荡和纵荡运动的精确预报,预报精度总体可达到80%~90%以上,并以此对模型的输入、输出窗口长度以及波浪相位差开展了敏感性研究。通过多平台混合训练得到了输入、输出窗口长度以及波浪相位差三者间的合适比例关系,并以此为基础拓展了预报时间长度,为深度神经网络模型给出了推荐的构型参考。

波浪载荷作用下浮式风机平台基础设计及运动响应研究

针对漂浮式海上风力机在复杂恶劣的外部环境及载荷下其结构安全性能难以保证等问题,文章结合经典半潜浮式平台(5MW OC4-DeepCwind)的结构特性,研发了一种可以提高消波、吸波性能的带透孔的筒状消波装置,通过在平台周围立柱外围加装消波装置,对半潜浮式平台进行优化设计,并从数值模拟出发,基于三维势流理论以及波浪原理,运用ANSYS-AQWA软件进行建模和时域对比性分析。研究结果表明,在一定海况下,加装消波装置后在横摇、纵摇自由度上具有显著的减摇效果,对其他自由度运动影响较小。因此,加装消波装置对半潜浮式平台的摇晃抑制及优化平台整体水动力性能具有明显效果。

浮式平台水下电缆(立管)快速解脱及存储技术研究

以流花11-1平台生产立管系统解脱为例,介绍平台立管系统解脱的新方法及创新技术。提出新的施工方案,并将电缆密封装置、电缆(立管)防弯等新技术引入到施工中,使得电缆(立管)解脱所花的时间较常规方法缩短一半以上。

海上风电机组DeepCWind平台系泊缆布置及断裂仿真分析

以NREL 5 MW风电机组和OC4-DeepCWind半潜式浮式平台为研究对象,运用ANSYS/AQWA水动力分析软件和OPENFAST仿真分析软件进行风电机组气动、水动和系泊系统的时域耦合运动分析,研究不同系泊缆数量、角度布置形式及系泊缆断裂等因素对浮式风电机组动态响应和系泊缆张力的影响。结果表明:增大系泊缆的布置角度可提高浮式风电机组平台的稳定性,但同时增大了系泊缆张力,导致安全系数降低;迎浪侧系泊缆断裂瞬态情况下,浮式平台产生明显的运动响应波动,系泊缆布置角度的增大使浮式平台的稳定性急剧降低。

不同结构参数下漂浮式海上风机水动力性能分析

基于势流理论,采用面元法建立Windfloat半潜浮式风机平台的频域水动力数值模型,探究不同结构参数(立柱直径、立柱间距以及吃水深度等)下的Windfloat半潜浮式风机的稳性、附加质量、辐射阻尼与一阶波浪激励力的变化规律。研究结果表明:立柱直径对Windfloat半潜浮式风机平台的稳性、附加质量、辐射阻尼以及一阶波浪激励力有较大影响。平台吃水的改变对附加质量影响较大,对辐射阻尼与一阶波浪激励力影响较小。立柱间距的改变不仅会影响水动力系数,同时会导致Windfloat半潜浮式平台水动力系数在高频区域的峰值对应频率产生偏移。

In-place structural strength and fatigue analysis for floating platform topsides

This paper presents some insights on the state-of-the-art practice that has been utilized recently in the inplace structural strength and fatigue analysis for topsides on deepwater floating platforms such as tension leg plat-form (TLP) and semi-submersibles. Emphases are put on analysis software,geometric and mass modeling,hydro-dynamic loading and its mapping,and analysis procedures. In addition,for the in-place analysis using structure analysis computer system (SACS),the procedure of Visual Basic for Application (VBA) is developed to map AQWA-LINE hydrodynamic loading to the SACS integrated hull/topsides model;for the in-place analysis using structure engineering system analysis model (SESAM),many computer aided applications are made to aid the post-processing. These applications have been used in structural analyses for a few TLP and semi-submersible plat-form topsides,and are briefly introduced in this paper.

海上风机基础高阶水动力荷载数值模拟研究

在实际海洋环境下,海上风机结构常常承受非线性波浪和系泊系统的联合作用,探究海上浮式风机基础高阶水动力荷载及其运动响应非常重要。该文基于非线性势流理论和摄动展开技术,建立了海上浮式风机基础与波浪和系泊系统耦合作用的二阶时域高阶边界元数值分析模型,研究了OC4-DeepCwind半潜浮式风机基础在波浪作用下的动力响应特性。并通过与已发表数据进行对比,验证了模型准确性。分析计算得到的波浪力和平台运动响应随时间变化的演变特性及其与线性结果的区别,发现某些波频作用下非线性效应影响显著。该研究成果可为海上风电系统及海洋结构物设计提供一定参考。