FPSO生活楼模块吊排结构强度与优化

针对浮式生产储卸油轮(FPSO)生活楼模块整体吊装安全需求,开展FPSO生活楼模块整体吊装过程中吊排结构型式与强度优化设计研究。基于板式吊排结构强度校核理论,利用有限元分析软件ABAQUS参数化建模对吊排强度进行分析,提出吊排结构优化流程;通过迭代计算,对不同承载能力的吊排结构进行优化定型。研究结果表明:优化定型后的吊排结构质量小于原始结构质量,在结构强度允许范围内,实现了整体结构的轻量化,研究结果可为整体式吊排结构设计提供一定参考。

南海深水FPSO模块支墩设计与分析

针对中国南海海况恶劣,浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在南海服役多年后,少数支墩由于建造工艺出现裂纹问题,以南海某深水FPSO为研究对象,对常用箱式支墩形式进行改进优化设计。运用有限元方法对箱式模块支墩和改进后的丰字形模块支墩与十字交叉带裙边支墩进行评估,对不同支墩形式进行强度分析、变形分析和疲劳分析,并对不同支墩的工艺进行综合对比,结合工程实践和有限元计算,给出支墩推荐设计方案。结果表明,优化后的十字交叉带裙边支墩结构强度和疲劳均优于箱式支墩,同时还具有便于加工组装的特点,最终选定十字交叉带裙边支墩方案。

FPSO外输软管安装方法分析

基于企鹅浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)项目,对比不同安装方法的优缺点,采用盘卷安装法完成外输软管安装。采用盘卷安装法进行FPSO外输软管安装在国内鲜有实例,详细描述该方法的施工顺序和要点,可为其他类似项目的外输软管安装提供参考。

基于弹性连接的FPSO上部模块整体减振技术

[目的]针对浮式生产储卸油装置(FPSO)作业时上部模块的振动响应,为减少振动能量向船体的传递,同时改进上部模块与船体之间的连接,提出一种基于上部模块与船体弹性连接的整体减振技术。[方法]首先,利用弹性支座将上部模块与船体进行弹性连接,根据FPSO在作业海域加速度响应预报的极值来确定弹性支座的设计载荷和内部结构;然后,采用有限元方法分析弹性支座的受力与变形特性,并通过线性拟合获得弹性支座的等效刚度;最后,将弹性支座等效为线性弹簧,分别通过数值模拟和理论分析来研究模块结构的振动响应和弹性支撑系统的动力传递特性。[结果]结果表明:应用该减振技术之后,上部模块的减振效率高达30%以上,同时还可使船体取得良好的隔振效果。[结论]该研究成果可为海洋结构物上部模块的整体减振设计和应用提供参考。

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。

FPSO主甲板冷却水管路系统的加速度载荷应力分析

借助船级社规范与MATLAB软件,开发可提取浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)管道任意位置处加速度的程序,以便更好地对FPSO主甲板冷却水管路系统进行应力分析。将该系统任意位置处实际加速度值和FPSO船体重心处加速度值以均布载荷形式分别施加至管道上,利用CAESARⅡ软件分析在满载工况条件下该系统的应力变化。结果表明,在FPSO满载工况条件下,采用重心处加速度值得到的结果相较于其自身实际加速度值的作用结果会出现应力冗余和应力不足的情况,例如节点50应力增加1.01%,而节点2570应力减小0.19%。

基于船体变形数值仿真的FPSO管道应力分析

为区别于传统经验公式计算管道应力的方法,采用有限元方法计算浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体变形,提取具体管道支架的位移值,并利用CAESARⅡ软件进行管道应力计算。有限元预报得到的管道应力更加准确,而经验公式得到偏保守的结果。建议在对FPSO管道进行初步设计时可采用经验公式方法,在进行详细设计和局部管道应力校核时可采用数值仿真方法。

缆绳破断条件下FPSO码头系泊系统安全性分析

为研究浮式生产储卸油船(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在码头舾装期间系泊系统的安全性,对某30万吨级FPSO的码头系泊系统在台风条件下单系泊缆破断后的安全性进行分析。基于模拟结果,分别计算了受力最大和受力第二大的缆绳破断后,码头系泊系统中剩余缆绳的张力和安全系数。结果表明:缆绳破断后,剩余缆绳的安全系数总体是减小的,但有部分剩余缆绳的最小安全系数有明显的上升;在系泊系统完整和破断条件下,安全系数最小的缆绳均为同一组缆绳;在一根缆绳破断后,码头系泊系统仍具有足够安全性。研究成果可为FPSO码头系泊系统安全评估提供一定参考。

FPSO公共广播和通用报警系统声压计算方法及其应用

以某大型浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)为例,确定其公共广播和通用报警(Public Address and General Alarm,PAGA)系统声压计算所需参数及相关参数的估计值,介绍室内和室外声压计算方法。在没有软件的前提下,通过计算公式确定某个房间或某个位置的各声响装置(喇叭/扬声器)所需电功率,为类似项目的PAGA系统的声压计算提供参考。

浅水效应及其对软刚臂单点泊FPSO安全影响研究

浮式生产储油装置(FPSO)作为海上油气开发的重要设施,确保其结构强度和完整性对于在海洋环境下开展原油集输至关重要。基于势流理论,对目标FPSO进行频域分析,研究浅水效应对船体水动力特性的影响,以及不同水深下船体的固有周期和运动幅值响应算子等水动力特性的变化趋势。结果表明,目标FPSO工作水域水深较浅时,船体垂荡、横摇和纵摇固有周期均增大;在不同水深具有相同吃水比时,除了垂荡和纵摇外,其他自由度响应均随水深吃水比的增大而减小。

FPSO坞内轮机工程施工要点分析

浮式生产储油船(FPSO)部分施工作业需进坞完成。由于各专业在坞内的施工工程繁杂且集中,在规定坞期内完成高精度、高强度的FPSO工程施工作业,相关生产计划制定及方案实施执行就显得尤为重要。文章通过分析某FPSO项目轮机坞内工程SLWR管及下吸入口定位安装试压施工难点和相关作业策划实施,对同类型项目坞内轮机工程施工进行了探讨,并对具体施工关键要点提出了针对性建议。

水深对超大型FPSO运动响应与波浪载荷的影响

使用挪威船级社(DNV)的SESAM程序系统计算了不同水深时超大型浮式生产储油系统(FPSO)的运动与波浪载荷传递函数,并对船舯弯矩进行了长期预报.结果表明,在波长船长比为0.1～1.0内,随着水深的变浅,垂荡、纵摇和横摇运动幅值减小,船舯弯矩幅值增大,而且水越浅,船舯弯矩值增大也越明显.

转塔式FPSO单点系泊系统受力计算方法

依据国家有关标准及相关规范,计算了影响FPSO单点系泊系统的风作用力、流作用力和波浪作用力,分析了系泊系统各锚链的受力情况;建立了锚链受力计算模型,将动态锚链受力问题通过静态的计算方法予以核算,为转塔式FPSO单点系泊系统提供了一种简单有效的核算方法。以"南海开拓"号FPSO为例进行验算,计算结果与实际情况基本相符。

水深对超大型FPSO水弹性响应的影响

结合三维势流理论和有限水深复合格林函数,计算了浅水超大型浮式生产储油系统(FPSO)水弹性响应.该方法首先实现有限水深复合格林函数及其偏导数的数值算法,将其根植于三维势流理论中,形成了用于浅水海洋浮式结构物三维水弹性分析的方法.本文对一艘浅水超大型FPSO进行了数值计算,计算结果表明,船体的振动效应对不同波浪载荷产生不同的影响.

浅议FPSO技术的研究现状与发展趋势

浮式生产储油系统（FPSO）是集海上油气生产、储存、外输、生活、动力于一体的海洋工程结构物，具有适应水深范围广、抗风浪能力强、投资省、可重复使用、风险小等特点，适合于远离海岸的中、深海及边际油田开发。本文介绍了FPSO的系统组成及技术特点，分析了国内FPSO的应用现状与发展前景，并立足国内海洋石油开发趋势提出了FPSO今后的发展方向。

30万吨FPSO结构强度分析研究

结构强度分析是结构分析的重要内容,根据不同的设计阶段和要求通常用按规范校核总纵强度或结构强度有限元直接计算来进行结构强度分析.文章以一条30万吨级的FPSO为例,运用以上两种方法分别进行计算并对结果进行比较,分析了它们的差别和原因,给出了应用范围.

守护船撞击海洋平台及FPSO碰撞场景研究

海洋平台及FPSO存在遭受守护船撞击的可能性,由此产生的结构损伤会影响到平台及FPSO的安全,因此在结构设计时需要考虑其抗撞性能。守护船与平台及FPSO的碰撞决定着平台及FPSO结构的合理性和经济性,目前我国尚没有相关的碰撞场景规范,设计时多采用国外有关规范。碰撞场景取决于海况条件和操作规定,而我国的海况与国外并不相同,所采用的操作规定也有差别,因此完全套用国外规范不尽合理。以一艘5000吨级守护船为研究对象,利用水动力学计算方法,研究守护船与导管架平台及FPSO的最大碰撞速度。选取我国近海油气田所在的典型海洋环境条件,探讨了不同水深、波浪条件以及碰撞方向对最大碰撞速度的影响。研究结果表明,守护船侧向撞击FPSO的最大碰撞速度最大,在实际工程作业中须注意此情景。

FPSO与穿梭油轮的旁靠时域分析及系统优化

[目的]针对FPSO在中国南海海域的作业海况,对多点系泊系统和FPSO与穿梭油轮的旁靠耦合系统进行时域分析及优化研究。[方法]运用AQWA及势流理论进行时域分析,优化系泊缆分段及其比例、导缆孔位置,并使用Fluent数值求解方法,分析两船旁靠时吃水变化对风浪流载荷的影响。[结果]结果表明:顶段为200 m钢缆、底段为316 m船链最适合200 m水深的FPSO多点系泊结构;旁靠缆张紧或者旁靠缆增重可以降低穿梭油轮的运动幅度,将导缆孔位置向船舯移动后,护舷和系泊缆的受力更加均匀;当旁靠缆重量为135 kg/m时,护舷和旁靠缆受力极值和平均值达到最小。[结论]所得结果可加深系泊参数对系泊缆张力及船舶运动影响的理解,并对优化系泊方案设计具有一定的参考价值。

大型FPSO模块安装的精确定位方法分析

针对大型浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)模块安装过程中定位不准的问题,以巴油FPSOP67船模块安装为例,提出2种模块安装导向结构。从装拆卸方便性、定位精确性和经济性等方面对这2种结构形式进行分析,以获得一种更经济、更有使用价值的模块安装导向定位方法。经实船验证,导向板结构形式的优化提高了安装效率,可供同类模块安装借鉴。

FPSO延寿疲劳评估和疲劳寿命改善设计

为探索疲劳评估方法和疲劳寿命改善设计在浮式生产储油卸油装置(FPSO)延寿改造中的应用,以"南海胜利"号FPSO原作业区的第3次延寿项目为研究对象,分别采用简化疲劳方法、热点应力法和谱疲劳分析法对船体纵骨与横舱壁和横向强框架的连接节点、舱内桁材大肘板趾端节点、模块支墩与主甲板连接处的肘板趾端节点和单点系泊系统与船体连接处的关键节点进行疲劳评估。针对疲劳高危节点,通过合理的结构形式改造,进行结构的疲劳寿命改善设计。