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。

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。

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。

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。

CALM单点系泊系统设计综述

介绍了悬链锚腿系泊(CALM)单点系泊系统设计中需要考虑的重要因素,如船型和货运量核算、单点选址原则、工况设定、设计衡准、鱼尾运动解决方案等。归纳了整个设计流程中的关键点,讨论了如何确保单点系泊设计的安全性。

CALM式单点系统锚桩安装技术研究

悬链锚腿系泊(CALM)式单点系泊系统在国际上已经广泛应用,主要用于石油的中转,石油通过该系统从油轮传输至陆地终端,例如国内的广西茂名单点系统、涠洲单点系统。该系统一般由六条成60度夹角分布的锚链腿固定在海上,锚链腿多数锚桩和锚链组成,锚桩一般为钢材加工而成的钢桩。由于锚桩是独立存在于海底,海上安装时如何确保安装精度等满足设计要求是主要难点。本文研究该种锚桩安装技术,通过实践进行检验并推广。

可快速部署的离岸油料补给系统系泊方式分析

本文对几种离岸油料补给系统进行了介绍和对比分析,推荐了其中一种可快速部署的离岸油料补给系统的系泊方式。

水下应急维修相关设备和技术研究

随着我国海洋石油事业的不断发展,海上生产设施逐步由浅水走向深水。如何完成不同水深水下生产设施的应急维修工作一直是世界性难题,因此对水下应急维修相关设备和技术进行深入研究非常有必要。文中通过对海管、海缆和系泊锚腿三种主要应急维修过程分析,根据项目的情况不同,将维修工作分为临时复产和永久复产两种情况,总结出应急维修所需设备及施工步骤,为以后我国水下应急维修工作及相关准备工作提供参考依据。

CALM单点管道设计综述

通过对CALM单点系泊系统上的管道设计思路及原则进行论述,介绍了管道设计中需要考虑的重要因素、设计原则、规范和工况设定等,归纳了整个设计流程中的关键点,为类似设计提供了指导和设计依据。

海上原油装卸单点建设条件及场址选择技术研究

针对海上原油装卸悬链锚腿单点系泊(CALM单点)工程的建设条件和场址选择的技术进行了研究。明确了CALM单点工程建设水文环境数据和工程勘察的要求,给出了货运量和船型的分析方法,同时阐述了CALM单点选址的基本原则、作业范围与水深的计算方法。相关的原理和技术可为我国山东半岛和舟山群岛地区正在规划的类似工程建设提供借鉴。

风浪流作用下的FPSO外输CALM系统运动耦合分析

悬链锚腿系泊系统(catenary leg mooring system,CALM)在海洋油气开采工程中得到了广泛的应用.准确地预测CALM系统运动响应有助于开展输油管的疲劳研究,指导系泊系统的设计,从而防止断锚等危险事故的发生,保证装卸作业的顺利进行和人员、装备的安全.基于水动力分析软件,建立包括浮筒、穿梭油轮、系泊线及系船缆在内的不同类型结构的运动响应数值模型;考虑结构间的相互影响,对风浪流作用下的CALM系统进行时域耦合分析;研究了CALM系统在自存工况以及作业工况中的响应特性以及对环境因素的敏感性,得到了危险工况的发生条件及其水动力特征.所得结论可为实际工程设计提供参考和建议.

用于CALM系统分析的修正准静力方法

API RP 2P规范推荐的准静力法是目前系泊分析中一种很有用的方法。在初步设计阶段,这种方法被广泛用于前期分析及系泊参数的选择。但是API RP 2P的准静力方法是针对单浮体制定的,即在计算步骤中只涉及到单个浮体。于是,在分析由双浮体(油轮和浮筒)构成的CALM系统时,这种方法难以实用。本文给出了一种适用于CALM系统的修正准静力方法。该方法将APIRP 2P的准静力方法做了一些修正。以反映CALM系统的特点。最后,文中提供了使用此方法分析一个CALM系统的结果。