张紧式系泊深水FPSO的动力特性及系泊布置方式研究

为探讨深水浮式生产储油卸油装置(FPSO)系泊系统的定位特性,以单点系泊FPSO为研究对象,从6自由度运动和系缆张力响应比较了张紧式和悬链线式系泊系统对于平台水动力性能影响。结果表明:张紧式系泊系统可有效控制深水FPSO动力响应。针对张紧式系泊FPSO,采用非线性时域耦合数值方法对系泊系统进行分析,研究系泊布置方式(系缆根数、组式和分式布置、内转塔位置及系泊缆与海底夹角)对于其水动力性能的影响。结果表明:增加系缆根数、分式布置可以较好地降低船体的运动响应;选取合适的内转塔的位置和系泊缆与海底夹角布置方案,将可有效地降低船体运动响应及系泊缆张力。

深水FPSO船体与系泊的时域耦合分析

为了得到特定海况下合理的系泊方式,基于时域耦合理论,采用SESAM软件建立FPSO船体和系泊系统的耦合分析模型,从FPSO船体的运动响应和系缆张力两个角度,分别研究了张紧式系泊和悬链式系泊、单点系泊和多点系泊、单点系泊组式和分式布置、张紧式系泊张紧角、单点系泊风浪流夹角,以及月池开孔等因素对FPSO动力响应的影响。结果表明,对工作于恶劣海况的FPSO采用单点张紧式系泊的组式布置更为合理。且张紧角在30°~45°之间时,FPSO运动位移和系缆张力均在安全范围内,FPSO水平运动对风载荷较为敏感,系缆张力值对流的入射方向较为敏感。

深水FPSO发展现状与趋势

考虑到深水FPSO设计复杂、定制化程度较高的现状,通过调研FPSO在全球的应用现状,分析国外主流FPSO设计企业在系泊缆、立管和转塔方面的设计情况,总结FPSO未来的发展特点。

深水FPSO拖航性能模型试验

为研究海上拖航的规律和特点,针对作业水深2 000m的浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)开展一系列拖航性能模型试验。试验中通过改变拖缆长度、龙须缆夹角以及环境条件获得拖航阻力和FPSO的运动变化规律。结果表明:适当选取拖缆长度和龙须缆夹角有助于改善拖航稳定性,降低拖缆张力。相比小波高环境中,静水中拖航稳定性更差,拖航过程中应给予足够的重视。研究成果可为海上拖航方案制定和作业提供技术支撑。

深水FPSO船体、系泊与立管的时域耦合分析

基于时域耦合理论,应用SESAM/Deep C模块,采用时域非线性方法对深水FPSO船体、系泊与立管进行耦合计算,分析考虑立管和不考虑立管影响下的系泊性能,研究立管的单位长度质量、立管的轴向刚度,以及立管上安装浮力块的位置、质量和体积对FPSO系泊性能的影响,探讨了由于浮力块设置形成不同形式的立管对FPSO动力响应的影响。结果表明,立管可减小深水FPSO的系泊缆张力和运动响应,简单悬链线立管的顶端张力均较大,安装浮力块后可有效减小张力。

某深水通用型FPSO消防水管路系统支架整体强度分析

目前在工程问题中,对于管道支架强度的计算往往仅考虑单支架强度而忽略相邻支架整体强度。以某深水通用型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)消防水管路系统部分管道为研究对象,采用CAESARⅡ管道应力分析软件提取管道支架荷载数据,分别对单支架受力的应力与变形情况和相邻支架整体受力的应力与变形情况进行计算与分析。在不同算例中,支架最大应力与变形同受力情况相关,但在相邻支架整体受力下,支架最大应力与变形均显著降低。结果表明,单支架强度的传统计算方式偏于保守。在实际工程中对于管道支架强度分析应综合考虑相邻支架整体强度。

撬装式压缩机侧装新工艺及工程应用

以浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)P70深水项目集成阶段撬装式压缩机安装为实例,介绍安装原因和安装前的各项准备工作。该设备侧装时采用一种新工艺,即在特殊作业条件下,利用双层轨道二次滑移的方式将撬装式压缩机内压缩泵、齿轮箱和电机等三大主体部件陆续安装就位。新工艺可有效解决在模块之间狭小空间内设备无法顺利侧装的难题,对其他海洋工程项目的实施有一定的推广价值。

一种设备移位的新工艺及工程应用

在海洋工程项目建造收尾阶段,因结构、管线以及电仪等专业的施工均已基本完成,设备拆除和回装受到极大制约,在狭小空间内设备移位难度很大。该文以巴油FPSO P70项目集成阶段变压器的拆除和回装为例,介绍了一种设备移位的新工艺,通过使用一种新型"井字"轨道和坦克小车滑移的方式,可实现设备在两个方向的连续滑移,有效解决了因空间狭小设备无法转向的难题,同时也解决了非同一标高上设备滑移难以过渡的问题。经实际工程项目验证,这种设备移位的新工艺施工简单、高效、实用性强,有较大的推广和应用价值。