利用小型工程作业资源打捞和修复坠于320m水下半潜式平台系泊腿的技术创新与实践

在深入分析施工技术难点的基础上,通过技术创新,利用小型DP定位船和小功率ROV完成了坠于320m水下半潜式平台系泊腿的打捞和修复,该项海上施工作业比使用大型作业船节约工程费用约400万美元。

一种软刚臂单点系泊腿万向节的数值计算方法

针对软刚臂单点系泊系统中系泊腿万向节结构件的数值计算问题,参考渤海现有软刚臂单点系泊装置资料,分析软刚臂系统系泊腿构件受力特点,提出结合水动力和软刚臂系统多体动力学计算结果,采用顺序耦合分析流程计算系泊腿万向节部件静强度的计算方法。结合计算结果,在满足相关规范要求的条件下,可初步确定系泊腿万向节的尺寸及材料。

FPSO单点系泊腿更换技术研究与应用

年检过程中发现渤海油田"渤海友谊号"浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)单点系泊系统单点左右舷系泊腿存在故障,为消除油田安全隐患,需更换系泊腿。通过研究系泊腿的结构形式,初步判断故障原因,确定只更换系泊腿上半部分的工作范围;在方案可行性研究阶段,对比分析停产工期、风险及施工效率等,制定在码头更换系泊腿的基本策略;在设计系泊腿拆卸方案时,选择重型销轴开销器作为首选、金刚石绳锯机作为备用的施工方案,最终成功完成单点系泊腿的快速更换工作,使得油田停产时间比原计划缩短18d,经济效益显著提高。该项目是解决水上软刚臂单点系泊腿故障问题的一个典型案例,涉及策略制定、施工方案设计、海上施工与油田复产、冬季施工气候窗口选择及主线辅线施工相互配合等,对类似工程的研究具有借鉴意义。

软钢臂单点系泊系统系泊腿损坏故障分析及改进措施

文章主要针对软钢臂单点系泊系统的故障维修进行分析,以"渤海明珠号"软钢臂单点系泊系统左舷系泊腿轴承损坏为例,对其故障的根本原因进行分析,并针对此次故障,提出临时性的改造方案,以解决FPSO在冬季恶劣海况下安全生产的问题。

渤海友谊号单点系泊腿更换技术

渤中28-1油田渤海友谊号FPSO共两根单点系泊腿,年检发现系泊腿推力调心滚子轴承损坏,需要更换这两根系泊腿。通过对比论证,最终确定采用拖拉FPSO到码头,并采用重型销轴开销器拆卸旧系泊腿、安装新系泊腿的方案。首先简要介绍了工程概况,而后较为详细地论述了系泊腿更换方案设计、船首准备、工作协调等施工准备工作,重点介绍了系泊腿更换前期准备、旧系泊腿拆卸、新系泊腿安装、FPSO连接复产工作等内容。工程实践表明,通过合理优化施工工艺,仅14 d就完成了旧系泊腿的拆卸和新系泊腿的安装工作。

单锚腿系泊系统动力响应的时域计算方法

在时域内建立了单锚腿系泊系统在风、浪、流联合作用下动力响应的计算方法。在分析波浪荷载时,使用了设计波法和非线性Stokes五阶波,并由经验公式求出了船舶的风、流荷载作用力。系统的动力初始条件由准静态方法求得。由静态方法得到系泊力后,使用了四阶Runge Kutta方法求解船舶的运动时历,并作为立管和浮筒动力计算的边界条件。由二维梁柱单元和集中质量法构建了立管和浮筒的数学模型,立管的运动方程用Wilson θ法求解。模拟计算结果和试验结果进行了比较,吻合得较好,表明本方法能够用于计算单锚腿系泊系统的动力响应。

往复流作用下深水网箱的单锚腿系泊系统设计及效用评估

现有的多点系泊系统的复杂性及其暂无替代系泊方式是制约网箱养殖产业走向深远海的因素之一。借鉴单点系泊系统的优势,设计出一型可应用于往复流情况下的新型单锚腿系泊系统,通过计算和海域实测试验表明,该单锚腿系泊系统具备两级刚度的特点,满足网箱的系泊需求。在此基础上,以NACA0030对称翼形网箱为系泊对象,对单锚腿系泊系统与翼型网箱的耦合系统展开了南海海域50YRP海况下7个典型工况的扫略计算,完成系泊系统的安全与效用评估。结果表明,所设计的系泊系统在15~50 m水深范围内均具备较高的安全性,最适宜30 m水深使用。

悬链式锚腿系泊系统回接程序及关键技术要求

国内CALM海上安装及系泊回接施工经验少,缺少详细的指导程序及技术要求。本文总结CALM系泊回接安装项目经验,系统阐述了系泊回接的主要程序和关键技术要求,并通过实例中的数值分析给出回接完成的关键技术要求,指导回接施工的完成。

应用于悬链锚腿式系泊系统的灯笼型水下软管设计研究

水下软管是悬链锚腿式系泊(CALM)系统的重要组成部分。介绍了CALM系统上的灯笼型水下软管的技术要求、设计工况和分析方法。明确了水下软管设计的关键是合理确定软管分段、浮子布置和水上浮筒偏移。此外,通过算例对水下软管的动态响应和关键部位的疲劳进行了分析,为实际工程设计提供参考。

悬链锚腿式单点系泊系统管道布置方案研究

悬链锚腿式系泊(CALM)系统作为海洋石油开发运输终端站的一种,近年来得到了广泛的应用。CALM单点系泊系统在国内成功推广后必然会给我国海洋石油行业带来十分可观的经济效益。结合某海上CALM单点系泊系统项目的设计工作,介绍了CALM浮筒上管道的设计原则、设计基础、布置要点及要求,并对管线布置方案进行了优化设计,可为CALM浮筒管道系统设计提供一定的借鉴和参考。

悬链锚腿式单点系泊装置绞车的设计

针对悬链锚腿式系泊(CALM)装置绞车的设计,结合实际CALM项目,对需要满足的环境条件、驱动方式的选取、钢丝绳的选型、排绳器的配置、绞车的安装等关键内容进行了介绍和总结。实际设计结果在满足功能要求的同时,还可节省费用。该研究可为类似装置绞车的选型设计提供一定参考。

单锚腿系泊系统动力计算的新方法

在Hamilton型拟变分原理体系下,建立了一种时间子域以三次和五次B样条函数插值的时间子域法,并将这种新方法用于单锚腿系泊系统的动力响应分析中。算例表明,新方法比传统的动力计算方法Wilson-θ法,在计算精度上有明显的优势,表明本方法能够用于计算单锚腿系泊系统的动力响应。

悬链锚腿系泊装置的结构特点及安装和检查方法的探讨

介绍了悬链锚腿系泊装置的分类和结构特点 。

深水悬链式锚腿系泊单点系泊线防腐蚀设计

悬链式锚腿系泊(CALM)系统须进行防腐蚀设计。介绍了某CALM系统所属石油公司的企业标准中对深水CALM系统防腐蚀设计的要求。从深水海洋环境、结构选材、防腐涂层和阴极保护等方面总结CALM系统防腐蚀设计。考虑腐蚀环境、阳极消耗、防腐涂层破损和布置空间等因素,确定了铝-锌-铟牺牲阳极的化学成分和阳极尺寸。通过计算CALM系统所需的阳极发生电流,确定水下系泊线各部位的阳极用量和布置方位。在吸力锚上安装阴极保护监测系统,以开展防腐蚀完整性管理。

深水浮式生产设施系泊锚腿维修技术及实践

流花11-1油田“南海胜利”号FPSO系泊锚腿断丝情况严重,为保证其系泊安全,在FPSO不解脱、不停产条件下进行了包括系泊锚腿悬浮链段更换及海床链段更换的应急维修作业,该作业属国内深水首次。在简要介绍了“南海胜利”号FPSO系泊系统的基础上,详细论述了FPSO系泊锚腿解脱/回接技术方案、现场作业的精准控制、作业的预调查与后调查;重点阐述了系泊锚腿解脱/回接的数值模拟和技术方案分析,施工机具技术选型,FPSO与主作业船、空潜支持船、限位船的位置控制,孤立波的监测与警示等。工程实践证明,此维修工作实现零返工、零事故,整个系泊锚腿维修的实际作业时间比原计划减少30%左右。

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。

桩腿系泊FSRU的无压载水设计和研究

当前世界范围内的浮式液化天然气存储和再气化装置(FSRU)均依赖于压载水,在加注、外输、气化、检验、保养和维修等过程中,LNG的装载始终处于动态变化状态,须持续调拨压载水以调整船体浮态,从而附加了大量的运营和维护成本。目前暂无无压载水FSRU设计问世。针对一艘桩腿系泊的FSRU进行无压载水设计,在常规FSRU基础上,进行分舱和布置等方面的设计修改,并提出2种主要设计方案。通过结合水动力分析的方法校核其稳性,并分析、对比采用的无压载水设计思路在控制船体浮态上可实现的效果。最终提出一种无压载水设计方案,该方案具有足够稳性,并在LNG均匀装载时的各正常操作工况下船体横倾和纵倾基本为0°,在其他所有装载工况和破损工况下船体横倾和纵倾小于3°,可满足桩腿系泊系统在船体浮态方面的设计要求。

某悬链锚腿系泊装置国内大修实践

针对海上油田外输原油终端悬链锚腿系泊装置端进坞大修与上游油田连续生产的矛盾,分析了悬链锚腿系泊装置在国内外维修的维修时间和效益的差别,研究并解决了悬链锚腿系泊装置的锚链安全解脱、"一拖一拉"拖航进坞、旋转头解体大修、水下回接等关键技术。

基于ADAMS的塔架软刚臂单点系泊系统多自由度运动特性

本文针对塔架软刚臂单点系泊系统与船体的相互耦合运动展开研究,采用ADAMS对软刚臂系统多自由度运动特性进行预测分析。分析发现,当船体横向运动时,软刚臂系统刚度和纵向时的变化趋势是一致的,相同位移下,其数值远小于纵向运动时的刚度。随着船体正向运动位移的增加,2条系泊腿的姿态逐渐不同,左系泊腿随着软刚臂自转,出现向上翘起,张力大于右系泊腿。通过船体纵向运动碰撞分析发现,船体靠近导管架8.19 m时,软刚臂与船船首甲板发生碰撞,其碰撞力达到8251 N,这有利于对系泊系统进一步优化设计。

FPSO软刚臂单点系泊系统定量风险分析

针对FPSO软刚臂单点系泊系统出现过的系泊腿失效及背向工况风险事件,以渤海某16万吨级FPSO为例,采用数值模拟的方法,计算FPSO及单点系统在百年一遇海况下的载荷效应,通过统计学方法拟合效应的概率分布,完成定量风险分析。对于系泊腿旋转失效后的风险,使用故障假设(what-if)方法,依据失效后果判断其风险权重。计算结果表明,系泊腿结构在正常情况下受拉失效的概率很小;系泊腿纵摆失效后导致的结果比横摆失效更为严重,风险权重更大。背向工况下,船艏与YOKE的间距要明显小于顺向工况,在设计时增大二者间距可有效减小碰撞风险。