单点系泊油轮运动响应分析及运动控制

基于数值模拟,对单点系泊系统动力响应进行研究,探究单点系泊系统在波流不同向和特殊作业工况下油轮的运动规律和系泊力的影响因素,并给出船体控制的方法。研究结果表明,波流夹角、波浪和流速会对船体运动和系泊力大小产生显著影响;在船尾处0°方向和船侧135°方向施加拉力,会降低船体运动幅值及系泊缆绳拉力。最后给出了该系泊系统的极限作业海况条件。

单点系泊系统投产风险分析

借助作业安全分析法(JSA)原理,以安全活动为研究对象,以投产顺序为思路,分析单点系泊系统的试运投产作业中,各作业环节中存在的风险和规避思路,以期为实际投产工作的安全推进提供指导。

风浪流联合作用下单点系泊船的受力分析

研究了风浪流联合作用下单点系泊船的受力问题。在应用N ewm an公式计算波浪漂移力的基础上,结合文献《F leetM oorings D es ign M anua l》,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法。提出了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法。为缆绳、锚的选择以及舵角的控制提供了依据。最后通过算例验证了本方法的适用性和实用性。

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。

单点锚泊船锚链线水平摄动分析

为研究单点锚泊船在外力作用下的低频运动锚链线的恢复性能问题,利用锚链线的静力特性推导出锚链线方程,考虑水深、水平位移、单位锚链重与水平作用的关系,通过水平作用力与顶端水平位移进行参数摄动分析,以偏微分的方法推导了锚链线恢复性能系数方程,并结合水平力参数摄动法分析锚链线的恢复作用性能。计算结果验证了恢复系数具有明显的非线性,所得恢复性能方程及摄动分析结论对工程实践及锚泊(防走锚)预警系统的理论研究具有一定的参考意义。

SIS功能安全研究与应用

该文介绍安全仪表系统(SIS)的国内外发展现状和安全完整性等级(SIL)与资产完整性管理(AIM)之间的关系,说明安全仪表系统功能安全研究的意义,在此基础上,通过对海洋石油中常见的FPSO单点系泊系统评估过程和评估结果的分析,在提出对其SIL分析报告补充和修改意见同时给出完善SIL分析工作的建议。

工程船锚泊动力定位系统设计与仿真分析

工程船舶通常需要通过定位操作来完成特定的作业。锚泊定位与动力定位是目前船舶海上定位操作过程中应用最为广泛的定位技术。锚泊定位系统由于具有结构简单、造价低廉等优点而被大量采用。但该系统受外界环境影响较大,定位精度较差,缺乏主动性和灵活性,因此在锚泊系统中增加辅助推进器以构成锚泊动力定位系统能够实现主动定位操作,提高了定位精度。针对某双体工程船锚泊动力定位系统的结构总体设计问题,给出了系统组成方案,并应用模型试验和经验公式对该系统在风、浪、流等环境载荷作用下的响应情况进行了仿真分析,通过仿真结果能够对系统方案进行验证,并指导最终实船样机的制造与调试。

单点系泊船舶甲板上浪风险分析

[目的]旨在对单点系泊船舶甲板上浪风险进行预报。[方法]提出采用气隙与耦合动态分析相结合的方法,对不同海况下船舶甲板及艏部舷墙的关键观测点的气隙高度进行时域动态分析,以识别艏艉为单点系泊的船舶易发生甲板上浪的位置。同时,运用极值分析理论和蒙特卡罗方法,计算各关键观测点发生的甲板上浪失效概率。[结果]结果显示,各点位中采用极值分析理论和蒙特卡罗方法预报得到的最大甲板上浪失效概率分别为1.46×10;及9.93×10;。[结论]通过对比发现,极值理论的预报结果偏大。若样本空间不大,运用极值理论可以较保守地预测出甲板上浪失效概率。

狭窄水域中单点系泊/拖带船舶动力学行为的试验研究

对单点系泊 /拖带船舶在狭窄水域中的动力学特性进行了试验研究。找到了船模的四种稳定运动模式 ;探讨了不同来流速度和系缆长度对于船只的动力学响应和系缆力的影响。试验表明 ,船模运动呈现出典型的非线性特征 ,观察到了吸引子的共存、跳跃和Hopf分岔现象 ,系缆张力的大小与船舶的动力学行为密切相关 ,振转运动 (鱼尾状摆动 )发生时的系泊力远大于船只静止时的缆绳张力 ;振转运动中的突发系缆载荷可能是导致缆绳断裂的重要原因。与宽广水域相比 ,狭窄水域中的系泊

船型桁架结构网箱单点系泊受力试验研究

安全高效的大型深海养殖网箱是引领深远海养殖发展的重要设施装备。该研究针对一种船型桁架结构的单点系泊深远海网箱开展了模型比尺为1∶40波浪流水池试验,比较分析了正常工况和失效工况2种不同单点系泊方式下网箱的系泊受力。在此基础上,分别围绕网衣、波浪和水流对网箱系泊受力的影响开展了试验研究。结果表明,相较于正常工况,失效工况的网箱系泊受力大幅增加,对网箱的安全性造成较大影响;在正常工况中,大浪条件网箱的受力随波高增加而增大,波高从12.5 cm增加到17.5 cm,网箱系泊受力增大3倍以上;在波流联合作用下,网箱系泊受力与流速变化呈正相关,与周期变化呈负相关;相较于无网衣,有网衣时网箱受力在纯波条件下增幅达1倍以上,波流联合作用下增幅为30%~60%。研究结果可为今后船型桁架结构网箱的系泊方案设计及海上安装提供理论依据和数据支撑。

碎冰条件下单点系泊船舶动态响应特性研究

为了研究不同单点系泊位置对极地系泊船舶在来冰角度改变时动态响应的影响,运用离散元方法(DEM),计算了船舶在60%密集度下,冰速为1.0 m/s、冰厚为1 m时不同角度的船冰阻力,结合系泊分析软件二次开发功能,计算分析系泊船舶在不同来冰角度和不同系泊位置下受上述冰情影响下的响应。通过对模拟结果与试验结果的对比,认为离散元方法(DEM)的数值模拟结果与试验结果吻合较好;单点系泊位置为距船头L/4时,系泊船舶能以最快速、最稳定的方式对来冰方向的变化做出响应。

波浪作用下串联浮筒对船型网箱锚泊系统的受力影响分析

船型网箱是一种新型抗风浪深水网箱,其采用船形结构以及单点系泊方式,合理的锚泊系统设计是保证船型网箱安全可靠的关键.依据Stokes二阶波浪理论和Morison方法,采用数值方法分析了锚泊系统串联浮筒对船型网箱水动力特性的影响以及不同波况作用下浮筒位置、大小对锚绳力的影响,并进行了物理模型实验验证.结果表明,船型网箱最大锚绳力随着波高的增大而增大,随周期变化不明显;串联浮筒增加了浮架纵向位移,使得浮架相对水质点速度减小,从而减小了浮架所受最大波流力以及锚绳力;最大锚绳力随着浮筒直径增加先减小后增大,随着浮筒位置远离浮架连接点而减小.

基于CFD模拟的单点系泊船型网箱浮架结构分析与设计

针对单点系泊(SPM)网箱系泊力大于传统网箱,离岸环境承受风浪时风险更高的问题,研究设计了一种相较传统圆形网箱拥有更小系泊力的船型网箱,运用正交原理制定了三因素三水平的试验方案,对网箱浮架进行了计算机数值模拟,分析网箱在波流共同作用下的水动力特性变化。研究表明,在兼顾经济成本与网箱安全性的条件下,长24 m,宽9 m,头部角度为60°的网箱浮架具有较优良的水动力性能和相对较低的养殖成本。该网箱系统能随着潮流改变方向而在锚点周围移动,从而极大减小网箱底部的养殖残渣堆积并降低锚固安装成本,可为我国深水网箱的发展提供一定的理论参考依据。

单点系泊下船舶的运动数学模型

随着海洋开发的深入,海上作业越来越多,研究单点系泊下船舶的运动模型并分析其运动规律,能有效控制环境干扰力对船舶运动的影响。本文通过建立单点系泊下船舶的运动数学模型,利用Maya建立船舶模型,以及利用Unity3D搭建虚拟环境来实现船舶的运动仿真。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。

大型油船（VLCC）系离海上单点（SPM）操纵的体会

操纵大型油船系离海上单点在中国引航史上还处于起步阶段，作者就首次参与大型油船系离海上单点浮筒的实践，总结了如何确保操纵安全的经验。

CALM单点系泊浮筒建造有限空间作业安全管理研究

CALM单点系泊浮筒建造过程中涉及到的有限空间作业多,危险性大,易发生安全事故。为降低作业风险,本文结合单点系泊浮筒建造实际情况,辨识浮筒建造有限空间作业的主要风险,并从作业前准备、作业过程控制以及应急救援等方面系统提出安全管控措施。通过监督落实作业方案、工作前安全分析、作业许可、气体检测、通风、应急预案等预防控制措施,可以规范有限空间现场施工,有效降低作业风险,确保作业安全。

福建炼油化工有限公司青兰山30万吨级原油码头选址论证

根据拟选各址的潮流、波浪及地形等条件,对超大型油轮的航行安全条件、作业天数、工程实施难易程度、工程投资多寡等问题进行分析研究,并通过原油码头与单点系泊、直输与中转油库、乘潮与不乘潮航道等多方案比选进行福建炼油化工有限公司炼油、乙烯合资项目原油码头选址论证。

基于风险分析基础上的单点系泊项目出入境船舶卫生检疫模式创新的思考——以东营港为例

单点系泊模式通过海上的单点浮筒和海底管道供大型油轮系泊和装卸原油,改变了港口码头概念,摆脱了地理环境的束缚,充分发挥了大型船舶运输的优点。当前单点系泊船舶出入境检疫工作与普通船舶卫生检疫措施等同,并未根据其项目特殊性深入分析研判潜在风险,造成监管效率的下降。本文根据单点系泊船舶靠泊特点,识别分析可能存在的卫生检疫风险点,将海关监管要求嵌入企业项目设计建设全过程,采取针对性措施把风险控制在最小范围,在此基础上通过对卫生检疫体制机制优化和信息化系统应用,探索对远海靠泊的大型油轮和管道卸货原油实现集约化、智能化监管创新,以提升监管效能,构建适应单点系泊项目船舶智慧化监管方式,服务保障国家能源战略安全。