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。

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%。

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。

深水FPSO的牺牲阳极阴极保护系统设计

浮式生产储卸油装置(FPSO)的船体阴极保护系统是确保结构安全的重要系统。以某深水FPSO船体阴极保护系统为例,介绍其所属石油公司企业标准对海上浮式装置的牺牲阳极阴极保护的技术要求。FPSO总体设计采用了油舱段被“干式安全带”围绕保护的设计理念,减少FPSO船舱内部阳极的用量。基于DNV规范和企业标准要求,考虑腐蚀环境影响、阴极极化过程、阳极消耗、防腐蚀涂层破损和船舱内有限布置空间等因素,选定铝合金牺牲阳极的成分和尺寸;计算FPSO船体和水下悬挂设施所需的保护电流密度,确定FPSO船舱内部和舷外的阳极用量和布置,以满足FPSO船体28 a全寿命期内不进坞维修的设计要求。

FPSO转塔系泊止链器安装工艺与拖航固定设计

针对我国南海深水浮式生产储卸油装置(FPSO)转塔单点系泊的关键零件止链器,进行安装工艺过程设计模拟和拖航固定设计的有限元分析。结果表明:止链器集成安装的关键点是吊装过程通过姿态调整与锚链盘U型槽配合;满足止链器安装精度的核心是节圆柱与耳轴转动平稳;止链器拖航固定的张紧链是应力薄弱点,在选型设计中应保守考虑使用1根张紧链的工况。实际工程应用验证了止链器安装工艺与拖航固定设计方案满足可靠性要求,为南中国海类似工程提供了直接经验。

适应南海海况的FPSO系泊系统设计与运动响应

为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不同船型方案下的FPSO频域水动力性能,最终确定优选船型。通过时域耦合动力分析方法研究FPSO系泊船体在风、浪、流作用下的运动响应特性,对比船型优化前后的运动响应和系泊缆张力结果。计算结果表明,减小艉柱倾角、增大艏柱倾角能在一定程度上降低该型FPSO在南海的纵摇和垂荡运动响应,系泊系统设计满足船级社规范要求。

圆筒型FPSO砰击预报模型及响应特性

考虑到砰击载荷的强非线性、随机性等特点,采用模型试验方法对圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)受到波浪砰击作用的概率模型、环境激励规律进行研究。提出基于波面升高无因次化模型的方法,将少量的千年一遇和百年一遇砰击数据进行归一化拟合,以获得圆筒型FPSO的砰击载荷特性。结果显示,平台自身的运动对砰击概率有重要影响,且砰击发生概率加速阶段与砰击点的位置没有明显关系。随着砰击点位置的升高,圆筒型FPSO砰击载荷的量级总体呈上升趋势。由于圆筒型外翻结构的特点,与垂荡周期相近的谱峰周期海况所激发的砰击概率会提升。所构建的无因次化砰击概率模型和无因次化砰击载荷分布模型可对砰击载荷和砰击概率进行预测,并且模型可为长期模拟提供基础。

基于专利分析的FPSO输运系统技术演化路径分析

由于海运条件的不断变化及行业标准的提升,浮式液化天然气生产储卸装置(FPSO)输运系统技术仍需不断改进和完善。通过对国内外专利数据挖掘分析,深入研究该领域技术的演化态势,得到FPSO输运系统技术从外输系统的整体布局设计、管道布置与设计以及用于提升整体系统安全性和稳定性的外携装置设计发展路线,可为企业和相关科研人员在该领域的技术布局和研发方向提供战略决策依据。

某深水通用型FPSO消防水管路系统支架整体强度分析

目前在工程问题中,对于管道支架强度的计算往往仅考虑单支架强度而忽略相邻支架整体强度。以某深水通用型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)消防水管路系统部分管道为研究对象,采用CAESARⅡ管道应力分析软件提取管道支架荷载数据,分别对单支架受力的应力与变形情况和相邻支架整体受力的应力与变形情况进行计算与分析。在不同算例中,支架最大应力与变形同受力情况相关,但在相邻支架整体受力下,支架最大应力与变形均显著降低。结果表明,单支架强度的传统计算方式偏于保守。在实际工程中对于管道支架强度分析应综合考虑相邻支架整体强度。

内转塔式FPSO单点建造脚手架难点分析

基于对内转塔式浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)单点建造的工艺分析,在结构三维模型中,结合不同模块构造,建立不同施工阶段的脚手架模型,分析各脚手架的设计参数及难点。分析结果可为内转塔式单点建造脚手架施工提供参考,也可为同类型的项目建造提供借鉴。

波流耦合作用对圆筒型FPSO运动响应的影响

采用模型试验的方法研究圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在不同实验室模拟海流作用下的运动特征,从频域和时域的角度对FPSO运动响应的关键特征进行分析研究。试验以施加等效流力和水池造流两种方式模拟海流。结果表明:满载和压载吃水变化对FPSO运动响应的影响不大;直接施加等效流力除了对六自由度运动平衡位置产生小幅偏移外,对其余运动无明显影响;在波流耦合作用下,即使约化速度小于锁定区间,纵荡幅值仍然显著增大。由于实际环境可能比试验环境恶劣,因此在设计FPSO时应考虑波流耦合作用。在波流耦合作用下,横向运动趋向于分布在更宽的范围内,且振幅更大。波流耦合也会使横摇和横荡的谱峰频率往低频偏移,其低频运动的平均幅值也在波流耦合作用下显著增大,增幅为2倍左右。

基于云边协同的FPSO工艺流程仿真优化系统

近年来,随着国际宏观经济持续下行,海上石油生产降本增效的需求日益增长,而传统运营模式下浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage Offloading,FPSO)生产工艺仍停留在以经验为基础形成的操作习惯,与精细高效管理还有一定差距。建立一套基于云边协同的FPSO生产工艺仿真优化系统,通过对原油生产流程中各传感器进行数据采集,依靠系统内在线诊断分析、离线工况模拟、异常工况预警、生产操作优化四大模块,并基于云边架构合理分配仿真资源进行计算,实现海陆协同的FPSO原油工艺流程在线感知、离线操作、异常预警、分析优化功能,为海陆人员提供一种定量分析的数字化工具,提高FPSO原油处理工艺的精细化管理水平和生产运营效率。

FPSO舱内T形大梁结构稳定性研究

T形梁作为浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading unit,FPSO)船体结构的主要受力构件,是FPSO船体强度与稳定性校核过程中的关键结构。但是,常用的规范中没有明确给出FPSO船体结构中T形梁的稳定性校核方案,相关的内容被分散在其他条例中,需要工程师依据自己的经验进行选择,不利于结构设计的规范化。此外,受到T形梁两端与背面的过渡肘板和支撑结构的刚度约束影响,规范中有关计算T形梁欧拉应力有效长度的条例无法直接应用。针对这些问题,该文通过总结各个船级社的规范,归纳出一套适用于FPSO船体结构中T形梁稳定性校核方案,并结合有限元模型,利用内置监测梁方法,准确确定欧拉应力有效长度。

基于不同爆炸风险水平的FPSO生活楼抗爆结构设计

油气爆炸是海洋平台主要风险之一,基于爆炸风险的结构设计是设计技术发展趋势。该文梳理风险分析相关的技术法规、规范,总结了爆炸风险评估流程、结构抗爆性能评估方法及流程;以某浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading unit,FPSO)海洋平台生活楼为依托对象,利用结构有限元分析软件,分别开展了筛选分析、强度水平分析和塑性水平分析,完成基于爆炸风险的生活楼结构性能评估;基于功能性、作业、生命安全这3个性能水平,开展不同爆炸风险水平的结构设计,得到满足各性能水平衡准的设计方案。

晃荡力对FPSO货油舱管道的影响分析

为确保管路系统的安全有效运行,着重考虑舱内液体部分装载时晃荡载荷对舱内管路及支架的影响。以某浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)货油系统工程为例,基于CAESARⅡ软件建立管路模型,并对其进行管路应力分析。计算结果表明:系统在受到晃荡力作用后,管路的一次应力明显增加,且已经超过材料许用值,初始设定的管路壁厚与支架数量不能满足系统的使用要求。可通过增加管路壁厚或支架数量的方式来降低一次应力,解决因应力超标引起管路损坏、系统失效的危害。研究成果可为FPSO货油舱管道分析提供一定指导。