近海悬链式单点系泊装置在位稳定性研究

本文以孟加拉国海域某悬链式单点系泊装置(Catenary Anchor Leg Mooring,CALM)装置为研究对象,研究了其在不同风浪流条件下的水动力响应和运动状态。采用理论研究与数值模拟的方法,研究单点系泊装置在有无油轮系泊工况下浮筒的运动响应、锚链受力、水下软管响应及系泊缆受力等情况,进而开展了对比分析并从中总结锚链长度对单点系泊装置稳定性的影响及运动规律。最后通过仿真计算验证了该系统在系泊状态下的稳定性,给出了系泊关键参数和系统稳定性的关系。

悬链式单点系泊系统水下软管数值模拟

现有文献未从理论分析和仿真的角度研究水下软管在波浪流作用下的静动态响应问题。鉴于此,以悬链式单点系泊系统水下软管为研究对象,分析了水下软管所受的环境载荷特性,建立了考虑内部流体和管外海洋环境载荷共同作用的水下软管受力分析模型,应用有限元仿真软件模拟了水下软管在不同水流大小、方向情况下的变形情况,以及上部浮筒运动对水下软管的动态响应,给出了水下软管位移曲线和轴向拉力曲线,指出顶部铰接的水下软管在海流及海浪作用下容易发生破坏的危险点,即顶部连接点、触地点以及距离管道原点60m附近。研究结果对今后设计和正确使用悬链式单点系泊系统的水下软管具有重要的工程参考价值。

悬链式单点系泊锚链疲劳强度分析

悬链式单点系泊系统作为近岸油气装卸终端,长年受到风浪流等环境载荷的作用,系泊链等关键部件极有可能产生疲劳破坏。该文基于系泊系统的疲劳分析理论,结合CALM的作业特征及其作业海域波浪散布图,通过时域耦合动力分析,确定了各工况下系泊链的张力响应,并基于T-N曲线和疲劳累计损伤原理,采用雨流计数法对系泊链进行了疲劳损伤计算。通过实例对系泊链节点及整个系泊系统的疲劳强度进行了分析,得到的结论可为系泊系统的长期安全性评估提供重要参考。

悬链式单点系泊浮筒主尺度可行域研究

为了能够设计合理的单点浮筒主尺度,归纳提出了悬链式单点浮筒5条主要设计原则.基于实际工程经验给出了浮筒重量的母型预估方法,探讨储备浮力,提出等干舷方案集,基于静力学原理和水动力分析探讨了浮筒的自由漂浮稳性及浮筒的运动响应,梳理了垂荡及摇摆随浮筒直径的变化规律.以25 m和100 m水深的浮筒直径上限和下限为边界建立可行域,分别以三个实际项目采纳的浮筒直径和45 m水深下单点浮筒直径的可行范围为参考,开展浮筒直径可行域的验证.研究表明:环境条件等不同因素也会引起相同水深下浮筒直径可行域的变化,因此在可行域的实际应用中应进一步考虑一定的偏差裕量.该文的可行域研究对于悬链式单点浮筒的主尺度确定具有积极的指导意义.

悬链式单点系泊系统船体鱼尾运动研究

系泊油船的鱼尾运动是悬链式单点系泊系统(CALM)的特性,剧烈的鱼尾运动有可能对CALM系统造成破坏。为提高CALM系统的安全性,应用水动力分析软件OcraFlex对某CALM系统进行水动力仿真计算,研究了系泊缆的长度和风、浪、流等环境载荷对CALM系统系泊船体鱼尾运动的影响,并提出了减轻船体鱼尾运动的措施,对实际工程应用具有一定的指导意义。

悬链式单点系泊系统通航环境可行度研究

对CALM型单点系泊系统通航环境可行度进行研究.首先,采用专家调查法从影响CALM型单点系泊系统通航环境可行度的众多因素中选择两层共8个最影响因子;然后,用层次分析法求出各影响因子的权重向量.以曹妃甸港区甸头区域为例建立模糊综合评价模型,利用Matlab和Mathematica软件进行数据处理和函数图像绘制,并对所得结果进行"最大隶属度原则"适用性评估.研究目的在于从通航安全的角度评估CALM系统的建设可行性,进而推进悬链式单点系泊系统的应用进程.

孟加拉悬链式单点系泊安装工艺

随着"一带一路"国家战略和中国石油海外市场的开拓,海陆一体项目,特别是利用悬链式单点系泊系统配合海上油轮过驳油品至陆上炼化终端的项目成为未来开发的主要选择。利用单点系泊系统,油轮装卸的港口设施被有效扩展到较深海域,缓解了港口拥挤,降低了建设专用码头的成本,提高了油品输送效率。基于孟加拉GTCL油气输送公司项目,详细介绍和分析了悬链式单点系泊系统管汇基盘、水下软管、漂浮软管、锚腿等部件的施工安装流程和现场安装工艺,从而为悬链式单点系泊系统类似项目的海上安装提供工艺支持和指导。

悬链锚腿式单点系泊系统设计水深估算

设计水深是悬链锚腿式单点系泊选址时首要考虑的因素。目前船级社规范中给出了确定设计水深的方法,但是该方法对于船型尺度和环境参数等基础数据要求较高,在项目前期设计阶段往往难以直接应用。采用数值分析方法研究主流系泊船型在不同环境组合条件下的运动响应特征,进而提出基于系泊船型吃水直接计算最小水深的设计水深系数,并与物模试验结果及既有工程案例的设计水深进行对比,验证设计水深系数的可靠性和适用性。给出的主流系泊船型的设计水深系数及水深计算方法能够为悬链锚腿式单点系泊前期工程选址提供参考。

CALM单点系泊系统浮筒主轴承选型研究

目前我国单点系泊系统的研究尚处于初级阶段,对于CALM型单点浮筒主轴承的研究较少。为此,研究了CALM单点系泊系统浮筒主轴承的选型设计方法。参考大型回转轴承的相关标准规范,结合海洋环境和CALM浮筒的使用特点,对CALM单点系泊系统浮筒主轴承的选型进行了分析研究。探讨了浮筒主轴承的类型选择、尺寸确定、材料选择、密封设计、加工精度要求和检验试验要求的确定方法和依据。CALM单点浮筒主轴承选型时应综合考虑环境条件、工况特点和浮筒结构等诸多因素。海上环境相对恶劣,应该对安全系数、主体材料和密封方案进行特殊考虑,使之满足海洋环境的要求。该技术的研究和掌握对突破国外技术垄断,推进单点系泊系统在我国的推广应用具有重要意义。