Dynamic Coupling Analysis of Semisubmersible Platform Float-over Method for Docking Case

In this paper,the multi-body coupled dynamic characteristics of a semisubmersible platform and an HYSY 229 barge were investigated.First,coupled hydrodynamic analysis of the HYSY 229 barge and the semisubmersible platform was performed.Relevant hydrodynamic parameters were obtained using the retardation function method of three-dimensional frequency-domain potential flow theory.The results of the hydrodynamic analysis were highly consistent with the test findings,verifying the accuracy of the multifloating hydrodynamic coupling analysis,and key hydrodynamic parameters were solved for different water depths and the coupling effect.According to the obtained results,the hydrodynamic influence was the largest in shallow waters when the coupling effect was considered.Furthermore,the coupled motion equation combined with viscous damping,fender system,and mooring system was established,and the hydrodynamics,floating body motion,and dynamic response of the fender system were analyzed.Motion analysis revealed good agreement among the surge,sway,and yaw motions of the two floating bodies.However,when the wave period reached 10 s,the motion of the two floating bodies showed severe shock,and a relative motion was also observed.Therefore,excessive constraints should be added between the two floating bodies during construction to ensure construction safety.The numerical analysis and model test results of the semisubmersible platform and HYSY 229 barge at a water depth of 42 m and sea conditions of 0°,45°,and 90° were in good agreement,and the error was less than 5%.The maximum movement of the HYSY 229 barge reached 2.61 m in the sway direction,whereas that of the semisubmersible platform was 2.11 m.During construction,excessive constraints should be added between the two floating bodies to limit their relative movement and ensure construction safety.

Numerical Simulation of Float-Over Installation for Offshore Platform

In this paper,a numerical investigation of a float-over installation for an offshore platform is presented to verify the feasibility of the actual installation.The hydrodynamic performance of a T-barge is investigated in the frequency domain,and the coupled motions are analyzed in the time domain.We then compare with those of the model test and determine that the response amplitude operator and the time series agree quite well.The barge exhibits favorable hydrodynamic behavior in the considered sea state,and the equipment loads are allowable.Themooring systemand sway fender forces are within the permissible range.Based on these results,we can verify that the actual installation of the offshore platform is feasible.We accurately simulated many important factors and effectively reduced the risk associated with the offshore installation,which is of great importance.As such,we demonstrate that the numerical simulation of the float-over installation for offshore platforms has practical engineering significance.

A new bracing system for improvement of seismic performance of steel jacket type offshore platforms with float-over-deck

In this paper, the seismic response of a newly designed steel jacket offshore platform with a float over deck （FOD） system in the Persian Gulf was investigated through incremental dynamic analysis. Comparison of incremental dynamic analysis results for both directions of the platform shows that the lateral strength of the platform in the float over direction is less than its lateral strength in other direction. Dynamic characteristics measurement of a scale model of platform was also performed using forced vibration tests. From experimental measurement of the scaled model, it was observed that dynamic characteristic of the platform is different in the float over direction compared to the other direction. Therefore, a new offshore installed bracing system for the float over direction was proposed for improvement of seismic performance of this type of platform. Finally, the structure with the modified system was assessed using the probabilistic seismic assessment method as well as experimental measurement of its dynamic characteristics. It was observed that the proposed offshore installed bracing system improves the performance of platforms subjected to strong ground motion.

Model Tests Research on A Float-Over Barge in Shallow Water Under the Undocking Conditions

In this study,the Jinzhou 9-3 CEPD float-over installation project was investigated.During the undocking condition,the water depth of the motion path of the working barge gradually changed from 10.31 m to 9.41 m.The undocking clearance of the HYSY 228 is smaller than 1 m;therefore,the barge shows highly nonlinear hydrodynamic characteristics,and it is difficult to be accurately simulated by numerical analysis.Thus,it is necessary to obtain the hydrodynamic characteristics and laws of the float-over barge at different water depths by using tank model test,to provide some reference and guidance for float-over operations in shallow water.

大型平台浮托关键技术创新及效率提升技术

为提升浮托效率效益,以渤海湾和南海海域的平台组块浮托为例,统筹考虑诸多项目的特点及共性,对浮托关键技术创新和施工效率效益提升等进行较详尽的介绍。结果表明,所研制的斜拉筋快速下放装置、新设计的较深水锚泊方案、浮托监测可视化技术和驳船就位定位技术等可大幅提高浮托施工效率效益,标准化护舷设计方法使同一艘驳船可随时在不同海域的浮托项目间进行自由转换。技术成果在工程项目实践中得到实施应用,降本增效效果明显,对今后同类工程项目施工具有一定的借鉴意义。

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。

半潜平台浮托安装水动力响应特性数值模拟与模型试验研究

半潜式平台(Semi-Submersible Platform, SEMI)是海洋石油天然气开发中钻井和生产中常见的浮式平台,随着海洋资源的不断开发,浮托安装作为一种省时省力的新型模块安装法逐渐成为主流。本文以半潜平台上部组块浮托安装过程为研究对象,以数值模拟和模型试验为研究手段,针对不同海况条件,探究半潜平台在浮托安装船进船过程中的水动力响应特性,并对平台是否会发生触底进行评估。结果表明,Newman近似法得到的垂荡运动结果与全QTF法误差较大,后者与模型试验吻合更好;本文平台不会发生触底现象,可以安全进行浮托安装作业,研究结果为实际工程安装提供数据支持与有力支撑。

深中通道泄洪区非通航孔桥110 m跨钢箱梁转运落梁关键技术

深中通道伶仃洋大桥东、西泄洪区非通航孔桥为110 m跨连续钢箱梁桥,包括6联6×110 m、2联5×110 m,每联钢箱梁由133.1 m长首孔、110 m长中孔和86.1 m长末孔组成,主梁为分幅等截面船形钢箱梁(单箱三室结构,梁顶宽20 m、高4 m),共80片钢箱梁采用中山梁场转运,再由3600 t“天一号”运架一体船架设。钢箱梁在梁厂制造后,通过滚装上船,运输至中山梁场出海码头后,采用“浮托法”转运落梁。钢箱梁在码头通过模块车横向滚装上运输船,运输船上设置2根托梁,钢梁直接落在托梁上;运输船载着托梁和钢梁沿横门东航道行航行至中山梁场出海码头,运输船垂直进入码头中间,当托梁位置到达设计位置后,收紧锚绳,通过调整压载水舱和潮涨潮落,将钢箱梁和托梁落在码头上,完成钢箱梁转运落梁工作。采用浮托法转运落梁转运效率可达1片/d。

渤海海域大型平台组块浮托安装的环境与运动监测实践

以重约12500 t的海洋平台上部组块为例,对冬季渤海海域应用浮托安装法进行平台海上安装过程中的风、浪、流和潮等环境条件和驳船运动等进行监测和较详细的结果分析。结果表明,现场环境因素和驳船运动等满足设计要求,监测结果为指挥人员高效地获取现场实时数据提供支持,并给出适合作业时间窗口期及指导现场作业安全有效进行。可为今后同类工程施工提供参考,使大型平台浮托安装得到更安全有效的实施。

大型组块双船浮托安装方法设计

近年来,随着平台组块结构尺寸和重量的不断增大,常规安装方法的弊端越来越多地显现出来,因此寻找新的海上施工技术成为当前亟待解决的问题。本文针对大型组块双船浮托安装方法进行了设计,剖析了双船浮托的技术难题,并提出了相应的技术方案和结构设计,对双船浮托的整个安装作业进行了分析,为克服传统安装方法提供一定的指导。

浮托法在官厅水库2.5 WM风机整体拆除的应用

在内陆水库湖泊中,风机整体拆除技术目前在国内属于空白,用于海上风机拆装的常规技术、装备无法使用。为了解决官厅水库金风科技2.5 WM风机拆除的难题,采用岸边挖泥建设临时码头,单体浮箱工厂预制,逐个运输码头拼装,组成浮体平台,在极浅水作业水深,采用浮托法整体拆除技术,提高了施工安全性,节省了材料和施工时间,拆除方便。本文介绍了浮托法整体拆除风机的设计思路和工程实践,为类似项目提供借鉴。

浮轨扣件控制地铁车辆段上盖建筑振动效果研究

为研究浮轨扣件对地铁车辆段及其上盖建筑的振动控制机理与效果,选取某地铁车辆段运用库及其上盖平台开展现场测试,并建立“轨道-地层-运用库-上盖平台”耦合的有限元计算模型,利用实测响应数据校核该模型。在此基础上拓展建立“轨道-地层-运用库-上盖平台-上盖建筑”耦合的大型动力有限元分析模型,向模型中分别输入普通扣件和浮轨扣件反力,求解上盖建筑振动响应,并分析二者分频振级和最大Z振级插入损失,以评价浮轨扣件对车辆段上盖建筑振动的控制效果。研究表明:针对研究的建筑形式,振动经由车辆段及上盖平台向上盖建筑传播过程中,引起建筑楼板振动的显著频率在31.5 Hz处;浮轨扣件对此车辆段运用库上盖建筑显著频率31.5 Hz处的振动控制效果不明显,主要是因为其稳定减振频段在31.5 Hz以后;在63 Hz附近振动控制效果最优,分频减振量可达15 dB;采用浮轨扣件后,车辆段上盖建筑楼板的最大Z振级普遍减小2~5 dB。研究成果可为控制地铁车辆段及上盖建筑振动的减振轨道选型与设计提供参考和依据。

动力定位驳船浮托安装关键技术及其在东海适用性分析

采用动力定位船进行大型海洋平台的浮托安装是海洋工程领域的前沿技术,与常规驳船的浮托安装相比,动力定位技术的引入可大幅提高海上安装效率和作业安全性,从而达到节省工程投资的目的。论文以海洋石油工程股份有限公司在南海成功实施的某海洋平台15000吨级组块的动力定位浮托安装为例,系统地分析了其中的关键技术,并对动力定位船在东海的适用性进行论证,所用方法和所得结论可供今后同类工程项目借鉴。

大型平台冬季浮托技术的开发与应用

大型平台海上浮托安装是海上油气田开发工程中的一项关键技术。为了适应海上油田开发的需求和提高大型驳船资源冬季的利用率,论文以垦利3-2油田群中心平台浮托安装项目为依托,通过渤海湾冬季环境条件和浮托安装设施适应性的全面分析和评估,开发了一套适用于渤海湾冬季浮托安装方法,可为后续冬季浮托安装项目提供借鉴。

荔湾3-1上部组块浮托安装实测研究

随着海洋资源的开采走向深海,海上平台需要面对更加恶劣的海洋环境,因此,需要平台的质量更大,结构更强。而如何安装这些大型平台成为工程施工的重要挑战。浮托安装法是大型平台安装的一种十分有发展前景的安装方法,在浮托安装过程中进行实时监测,可以为浮托安装提供直接的信息反馈,保障安装的顺利进行。以荔湾3-1浮托安装为例,讨论了浮托安装过程中用到的实测技术,主要包括:浮托驳船及组块插尖的六自由度运动监测;施工海域海洋气象条件监测——风、浪、表面流和潮位;浮托驳船两侧护舷的载荷监测。并通过对实测结果进行综合分析,给出可靠的实测数据,为对比理论计算和模型试验,检验预报方法的可靠性提供支持。

惠州25-8DPP组块横向装船及动力定位浮托安装关键技术

动力定位浮托安装技术是将动力定位技术与浮托安装技术相结合的一种新型浮托安装技术,国内首次利用动力定位船成功地完成了惠州25-8DPP组块的动力定位浮托安装。论文归纳了动力定位船舶进行浮托安装的优势,并以惠州25-8DPP组块浮托安装为例,提出了从装船到海上浮托安装的关键技术点,并给出了惠州25-8DPP组块动力定位浮托安装的关键设计与结果。论文的研究对动力定位浮托安装大型组块具有一定借鉴意义,填补了国内海洋工程技术的一项空白。

南堡35-2油田中心平台应用浮托法安装新工艺实践

大型结构物海上安装的常规方法是吊装,但由于受起重船吊装能力(目前国内最大的起重船“蓝疆”号的额定起重能力为3 800 t)和施工作业环境等诸多因素的影响,工程中往往需要直接租用国外大型起重船或者将大型结构物分成几块进行安装,这不仅加大了海上施工作业成本,而且会增加海上连接调试的时间、费用和海上作业的风险。2005年,海洋石油工程股份有限公司首次运用浮托法海上安装新工艺,成功地将重达7 200 t的南堡35-2油田中心平台整体安装到导管架上。该工程项目的顺利实施,标志着我国已初步具备了超大型海上平台的安装能力,也证明了在我国海域应用浮托法进行大型结构物安装的可行性。

T型驳运载超大型组块运动特性分析

考虑到浮托安装的特殊性,为安全实现T型驳运送超大型组块,应用Moses等通用浮式计算软件,对T型驳在超大型组块拖航过程中的运动特性进行分析,提出拖航设计应注意的几个问题。

铅酸蓄电池充电与保护集成电路的设计

针对蓄电池充电和保护电路的分离及占用较大的面积等问题，采用CSMC公司0．6μm互补型金属氧化物半导体（CMOS）212艺，设计集蓄电池充电和保护功能于一身的集成电路．它既可以实现对免维护铅酸蓄电池的浮充充电及过充、过放、过流保护，也可以解决分立元件构成的电路占用面积大的问题．采用Cadence中的Spectre对电路进行模拟仿真，结果表明，当温度在-10-90℃范围内，基准电压随温度的变化呈抛物线的形状，电路的温度得到很好的补偿．

波高及波浪周期对浮托关键设备作业影响的计算分析

针对浮托作业中关键设备在不同波高及波浪周期作用下的受力及运动问题,以常规浮托作为研究对象,统计浮托作业海域波高及波浪周期分布概况,选取特定环境工况,利用数值模拟软件输入驳船组块模型、环境条件、系泊系统布置、浮托关键设备等参数信息,建立浮托安装计算模型,分析波高及波浪周期变化对浮托安装对接装置、组块支撑装置及橡胶护舷等设备的作业影响,评估施工风险与结构安全性,并对现场作业气候窗预报提出相应建议。