南海FLNG上部模块总体布局方案研究

FLNG在南海深水气田开发中应用前景广阔,应加强对其设计技术的研究。本文结合调研和项目经验,总结FLNG上部模块总体布置原则和规范,研究布局影响因素,并提出南海FLNG布局建议。FLNG上部模块设计时,应符合安全、经济、合理的原则,并遵守船级社和本行业在总体、工艺、安全等方面的规范;在选择布局方案时,应重点考虑系泊、外输、解脱、工艺方案等4个因素的影响;对于南海FLNG总体布局方案,采用旁靠时建议按从船首到船尾"单点-火炬-预处理-液化-外输-电站/公用-生活楼"布局,采用尾靠时建议按"生活楼-单点-电站/公用-预处理-火炬-液化-外输"布局。本研究成果可以为今后开展南海FLNG上部模块设计提供参考。     

南海FLNG关键技术分析

针对浮式液化天然气生产储存外输装置在南海气田开发中的适应性问题,考虑南海深水及恶劣海况,从工艺系统、LNG存储、外输方式等方面,提出适合南海气田FLNG开发的技术方案,并探讨台风期间FLNG不解脱BOG处理问题。     

FLNG总体设计关键技术研究

阐述了集天然气预处理、液化、储存、外输为一体的新型海上浮式装置FLNG总体设计中的几项关键技术。提出控制船体运动性能的重要性,从主尺度选择、线型设计和典型配载工况等方面入手进行分析,确定250,000m3 FLNG船体主尺度,以确保上部生产系统高效率的正常作业。针对LNG货物围护系统,提出薄膜型(双排舱)和SPB独立舱型两种货物围护系统方案,并从上部模块支墩设置和隔离舱加热等方面对这两个方案进行比较。论述FLNG冷却海水供应系统的特点及其与常规海底门取水方法的不同之处,提出舷外海水提升泵取水的可行方案。     

FLNG系统旁靠外输作业时的水动力性能数值研究

对大型浮式液化天然气(FLNG)系统与LNG运输船以旁靠方式进行LNG外输作业时船体的水动力性能开展数值研究。全面考虑了双船体之间的水动力相互干扰,以及船体与系泊系统和连接系统之间的耦合作用。在验证了数值计算模型正确性的基础上,对旁靠外输作业时各典型工况进行数值计算,从而得到在风、浪、流共同作用下FLNG与LNG运输船间的相对运动情况、系泊系统和两船之间连接系统的受力情况,为后续设计提供参考。     

南海FLNG尾输作业可行性研究

以一艘小型天然气液化船(FLNG)为例,采用数值方法模拟该FLNG进行尾输作业时的总体性能,对比分析了不同缆绳材料对于FLNG与LNG运输船(LNGC)之间相对运动的控制作用,分别根据尾输系统特定的限位要求和系泊设计规范,对两船相对运动及单点系泊系统动力响应结果进行校核。研究表明:两船相对运动与单点系泊动力响应结果满足外输作业要求。在系泊设计阶段,缆绳材料的选取对于保障外输方案的可行性具重要影响,系泊缆绳轴向刚度的选取必须能对两船体之间的水平方向位移的波浪频率响应起到控制作用。此外在外输过程中,尾输系泊缆绳将经历冲击张紧过程,导致张力幅值迅速上涨,设计时必须予以充分考虑。     

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000 m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估。根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型。基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数。通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况。该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考。     

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估.根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型.基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数.通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况.该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考.     

东海边际气田开发多边形FLNG装置技术方案

对多边形FLNG在浮体、LNG货舱选型,液化工艺,LNG外输等技术方案进行分析论证,分析表明,多边形FLNG装置总体性能够满足在东海海域生产作业的需求,可重复使用,利用该装置可以实现东海边际气田滚动开发,具有技术可行性。     

FLNG-LNGC并靠外输系统参数对双体水动力性能的影响

针对FLNG关键技术的并靠外输问题,本文基于频域波浪势流理论建立FLNG单体和FLNG-LNGC双体水动力模型,并且结合上海交通大学水池模型实验和经典文献结果验证了数值算法的准确性.在此基础上,深入讨论了FLNG并靠外输系统单浮体水动力特性和双浮体的耦合作用.进一步通过改变系统参数(间距、装载状态、波浪入射方向和水面阻尼)建立不同的并靠外输模型进行参数敏感性分析,并且对FLNG-LNGC双船间水体共振规律进行探索.     

FLNG系统进行旁靠卸载作业时的水动力性能研究

针对大型浮式液化天然气(FLNG)系统与液化天然气(LNG)运输船以旁靠方式进行LNG卸载时的船体的水动力性能开展了水池模型试验。实验全面考虑了近靠物体之间的水动力耦合,以及船体与系泊系统及连接系统之间的耦合。通过水池模型实验得到了在风、浪、流共同作用下FLNG船体的运动响应情况、FLNG与LNG运输船间的相对运动情况、系泊系统的受力情况、两船之间连接系统的受力情况。借助统计分析手段对实验数据进行分析研究,讨论了FLNG进行旁靠卸载作业时的水动力性能。     

内转塔单点系泊系统风险评估与设计维护建议

内转塔系泊系统广泛应用于海洋石油FPSO或液化天然气FLNG中。在我国南海海域油田开发中,内转塔系泊系统发挥了重要作用,并已逐渐成为主要的FPSO系泊方式。本文对"海洋石油111"FPSO内转塔系泊系统的失效模式、主要风险因素等进行了分析。通过风险评估确认了主要风险点,对该系统的设计和维护提出了相应的建议。     

我国浮式生产储油装置技术的发展现状

介绍了我国浮式生产储油装置（FPSO）的分布现状，描述了我国渤海与南海不同海域FPSO的特点。为了使FPSO长期系泊在海上安全生产、运营可靠，从FPSO设计关键，诸如船体波浪载荷、油气工艺模块支架与船体连接技术、不同单点系泊系统的船体结构设计等方面进行了重点阐述。     

全球FPSO船型开发领域核心技术的演化分析

以国内外专利数据为分析对象,采用专利计量分析的技术方法深入研究浮式生产储油卸油装置(FPSO)开发技术的演化态势,对FPSO船型开发领域的核心专利进行分析,总结出FPSO船型开发的发展路线.结果表明:当前FPSO船型开发领域的主要研究方向是旧船改造、新概念FPSO和通用FPSO.旧船改造的技术点主要聚焦于超大型船舶设计;新概念FPSO的技术点主要集中于浮体形状设计、上部甲板大型化和刚性立管作业问题;通用FPSO的技术点主要侧重于标准化船壳设计、模块化FPSO设计和FPSO一体化建造,未来企业可考虑在模块化FPSO的上甲板承载与布局、管线布置、生活区布置、减摇和抑制垂荡问题上进行专利布局研究.     

新建半潜运输船在张力腿平台运输方面的应用研究(英文)

Transportation of tension leg platform(TLP) structures for a long distance has always been associated with the use of a heavy semi-transport vessel.The requirements of this type of vessel are always special,and their availability is limited.To prepare for the future development of South China Sea deepwater projects,the China Offshore Oil Engineering Corporation has recently built a heavy lift transport vessel-Hai Yang Shi You 278.This semi-submersible vessel has a displacement capacity of 50k DWT,and a breath of 42 meters.Understanding the vessel’s applicability and preparing it for use in future deepwater projects are becoming imminent needs.This paper reviews the current critical issues associated with TLP transportation and performs detailed analysis of the designed TLP during load-out and transportation.The newly built COOEC transportation vessel HYSY 278 was applied to dry transport of the TLP structure from the COOEC fabrication yard in Qingdao to an oil field in South China Sea.The entire process included the load-out of the TLP structure from the landsite of the fabrication yard,the offloading and float-on of the platform from the vessel,the dry transport of the TLP over a long distance,and the final offloading of the platform.Both hydrodynamic and structure analysis were performed to evaluate the behavior of the transport vessel and TLP structure.Special attention was paid to critical areas associated with the use of this new vessel,along with any potential limitations.The results demonstrate that HYSY 278 can effectively be used for transporting the structure with proper arrangement and well-prepared operation.The procedure and details were presented on the basis of the study results.Special attention was also given to discussion on future use based on the results from the analysis.     

圆筒型FPSO上部模块支撑结构疲劳分析

与船型FPSO相比,圆筒型FPSO没有明显的总纵弯曲,上部模块与船体结构之间通常采用刚性支墩来连接,水平运动所产生的弯矩和装/卸载引起的船体垂向变形对模块支撑结构的影响较为显著。因此,以“希望6号”圆筒型FPSO上部模块支撑结构为研究对象,基于DNVGL船级社规范,介绍一种简化疲劳分析方法。以FPSO运动加速度和船体变形载荷作为载荷输入条件,利用SESAM/GeniE软件进行有限元分析,得到结构在所有组合工况下应力的扫描计算结果。根据作业海域各个方向波浪发生的概率,运用简化疲劳分析方法计算得到所关注节点的疲劳损伤和各个工况对结构节点疲劳损伤度的贡献。结果表明,所关注节点的疲劳强度均满足设计疲劳强度要求;同一节点的疲劳损伤对不同浪向的敏感度不一样。该简化疲劳分析方法同样适用于承受周期性载荷的FPSO上部模块主结构和其他型式海洋结构物的疲劳分析。     

Analysis and Potential Alternatives for the Disputed South China Sea from Ocean Governance in the Polar Regions

Sovereignty claims over insular features and maritime jurisdiction in the South China Sea have been disputed for decades, and a governance regime to address ocean-related issues is urgently needed. This article first introduces the notion of a regime, and examines details of cooperation mechanisms in the Polar Regions. Lessons that can be applied to the South China Sea include that both soft and hard law regimes work to bring States concerned together to cooperate on the “commons” issues even when military conflicts or sovereignty disputes still exist. Consensus among bordering States would be necessary to make the South China Sea a “zone of peace.” Mechanisms that accommodate the various sovereignty claims and freeze existing and new claims to, as well as to prohibit military activities in, the South China Sea are recommended. Lastly, if a cooperative mechanism were to be established in the future, the Arctic regime would be more applicable to the South China Sea than the Antarctic regime due to their geographic nature. Thus, only States bordering the South China Sea should have voting and decision-making rights in the cooperative mechanism. As always, the political will of all parties is paramount to the success of such an endeavor.     

中国海岸波浪特征与建港条件研究

分析了中国渤海、黄海、东海和南海海岸的风与波浪特征。提出用代表波高描述海区年均波浪强度。时波高极大值应进行重现研究和归并处理。时港址选择、波要素推算和防浪设计有指导意义。     

永久式与可解脱式FPSO(英文)

浮式生产储卸油系统(FPSO)是一种经济有效的浮式平台方案,特别是在缺乏足够的输油管道系统的深海领域.大多数FPSO是永久系泊的,即整个系统能够抵抗工作海域内的各种极值环境条件.目前,能够将FPSO与其系泊及立管系统快速解脱的装置已经设计并发展了.可解脱式FPSO的主要特点是可解脱性,并能避免一定的环境条件,如冰山,美国摩西哥湾的飓风,中国南海的台风.本文将针对深水海域可解脱式FPSO,提出其主要技术和工程分析与设计思路,评估可解脱式FPSO与永久式FPSO的优缺点,等等.可见町解脱式FPSO与永久式FPSO都是十分有效的浮式系统,并根据平台设计的安全性、技术、成本和运行要求,来决定选择何种系泊方式.     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.