FPSO与穿梭油轮的耦合水动力及运动响应研究

为探明通用型FPSO与穿梭油轮串靠外输模式下耦合水动力及运动响应特性,利用Aqwa软件,对通用型FPSO与穿梭油轮进行频域水动力分析,得到FPSO与穿梭油轮的水动力响应数据。选取墨西哥海域典型外输状态海况条件,开展FPSO与穿梭油轮系泊状态下耦合运动响应的数值预报,分析FPSO与穿梭油轮的间距、海况、装载工况等因素对运动响应及系泊系统载荷的影响。本文研究成果对通用型FPSO与穿梭油轮外输作业时选取合理的海况和间距具有指导意义,同时可用于指导系泊系统的设计。     

涡激振动对FPSO外输系统的动态响应分析

外输系统包括FPSO、外输浮筒、外输管线主要构成部分,在外载荷的推动下,各个构件间存在复杂的耦合作用。由于输管线跨距长,在复杂的海洋环境载荷作用下极易发生涡激振动现象,从而引起管线的疲劳破坏。为研究涡激振动对FPSO外输系统的动态响应的影响,本文对FPSO及其外输系统进行了一系列的水动力分析,结合考虑浮体/管线的耦合效应和管线涡激振动现象,求解FPSO与外输浮筒的总体运动响应及外输管线的张力、疲劳损伤值,总结管线涡激振动现象对整个FPSO外输系统总体性能的影响。计算结果表明,管线的涡激振动效应对其自身的疲劳寿命起到主导性作用,而对FPSO及外输浮筒的运动响应和系缆张力的影响较小。     

FPSO和外输系统的模型试验截断技术研究

以"FPSO+外输油管+外输浮筒+穿梭油轮"的开发模式为研究对象,在西非1700m水深条件下,进行了FPSO及其外输系统的模型试验方法研究。基于静力相似和动力相似准则对外输油管进行了等效设计,提出了一种新型的外输油管模型试验等效设计方法;基于静力相似准则,对FPSO多点系泊系统在0°至180°的环境方向下进行了等效水深和等效水平刚度的截断设计,并对其进行静力优化;同时为避免FPSO和外输浮筒的系泊系统之间的干涉影响,对外输浮筒系泊系统进行了水平等效设计;在此基础上设计了模型试验方案。然后分别对截断前与截断后的"FPSO+外输油管+外输浮筒+穿梭油轮"全系统进行了时域耦合分析,对比发现截断前与截断后计算结果吻合良好,验证了该模型试验方案设计的可行性。     

基于多层次灰色评价法的FPSO外输溢油风险评估

针对浮式生产、储油、卸油船(FPSO)在多层次、多变量和多种非定量因素影响下缺少有效定量评估溢油风险的情况,采用多层次灰色综合评估方法,构建FPSO外输作业溢油风险评价指标体系,进行溢油风险分级计算。结合层次分析法确定各层次指标对应的权重,将风险影响程度进行定量化处理,最终确定评价体系整体安全性良好。对我国南海某FPSO外输作业溢油风险等级进行计算,结果显示,该FPSO溢油风险为一般等级。该评价方法可判断FPSO外输作业溢油风险水平,为FPSO海上溢油事故应急提供技术支持。     

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。     

FPSO原油外输系统研究

原油外输系统是FPSO上比较重要而且组成复杂的一个系统。本文描述了外输系统的基本组成、工作流程、设备布置,分析了艉部串靠式外输系统的特点和设计要点,介绍了外输作业的基本条件和操作过程。     

小型多边形FPSO两点外输方案分析

针对多边形FPSO没有风标效应的问题,提出该类型FPSO货物传输的两点外输方案,通过动力定位(DP)油船、Hiload卸载方式及常规油船外输方式比较,确定采用常规油船方案,针对双外输点可提高作业窗口、首侧推可增加作业灵活性、首部接油可缩短软管长度和作业风险、尾部拖船可确保作业安全距离的分析论证,以及两点外输与传统外输对比、常规油船与动力定位(DP)油船对比,确定采用常规油船两点外输在外输设备配置和外输作业风险方面的综合优势,对外输环境条件、环境方向、拖船角度等不同组合下大缆张力,以及水池实验模拟分析的结果表明,大缆张力和偏移角可控,两点外输方案可行。     

FPSO串靠外输作业水动力耦合响应分析

FPSO与穿梭油轮串靠外输作业时两船体之间的相互作用较为复杂,基于多体水动力学方法对两浮体的运动响应进行分析.应用水动力学软件ANSYS-AQWA建立耦合响应分析模型,计算单点系泊FPSO与穿梭油轮之间的水动力影响.通过时域分析得到不同风浪流组合工况下系泊锚链与浮体之间系泊大缆的张力变化曲线,分析张力及大缆的变化特性,为串靠外输作业提供参考依据.     

明珠号在西非海域多点系泊系统可行性分析

针对明珠号FPSO采用多点系泊系统在西非海域作业的可行性问题,分析FPSO在该区域环境条件下的动力响应特性,设计FPSO的系泊型式和艏向布置方位,选取生产、外输两个作业工况,以及压载和满载两个极端工况进行计算分析,结果表明,多点系泊系统能够满足作业定位的要求,可以抵御百年一遇的风浪作用。     

30万吨FPSO单点系泊系统整体吊装技术研究

FPSO是集油气处理加工、发电、供热、原油产品的储存和外输、人员居住和生产功能于一体的浮式生产储油装置.FPSO通过特殊的系泊系统长期系泊在海上,20年不解脱,能抵御百年一遇的环境条件.通过有限元技术对渤海二期蓬莱19-3油田30万吨FPSO单点系泊系统进行整体吊装仿真分析,从而确定整体吊装方案,实现该特殊结构一次性吊装就位.     

AIS在FPSO原油外输作业中的设计应用

为了利用已有设备给提油作业指挥人员提供关键参考依据,提出集成AIS系统的方法。实例分析AIS的数据解码过程,验证集成AIS数据的可行性。对于AIS解码后的GPS定位数据,借助Visual Studio程序开发平台设计C#语言程序,并图形化显示FPSO、穿梭油船和拖轮相对位置关系。设计FPSO与穿梭油船的相对距离计算流程,并划分不同报警等级,实现对危险状态的报警,减轻外输作业关键人员的劳动强度,降低外输作业风险。     

FPSO惰气发生器燃烧室渗漏海水维修方案设计与施工

海洋石油102FPSO仅配有1台惰气发生器,其燃烧室渗漏海水问题一直没有得到有效解决,成为油田日常生产和FPSO外输作业的重大隐患。文章阐述了对燃烧室渗漏情况进行的调查分析和试验评估,并介绍了在国内首次应用挖补法进行维修,成功解决了燃烧室渗漏海水问题,消除了安全隐患,节约了维修成本,为今后FPSO和油轮惰气炉维修提供了宝贵经验。     

“FPSO CYRUS”油船改FPSO方案及技术要点分析

针对"FPSO CYRUS"的改造实例,介绍油船改FPSO中的结构检测、设备拆除翻新、坞内维修、上建改装、甲板改造加强、上部模块与支墩建造安装、货油管系及外输系统改造、火炬塔与多点系泊系统新造等技术要求及其检验注意事项。     

FPSO外输系统维修策略研究

浮式生产储油轮(FPSO)是当今海洋石油天然气开发的主要设备之一。针对外输系统作为FPSO重要的一个子系统,但其传统维修策略过于依赖经验的缺陷,从可靠度角度出发,通过对失效模式和失效概率的分析从而确定较为合理的检修周期和大修周期。采取失效模式和效果分析（FMEA）方法确定主要失效模式及其关系,再利用动态故障树分析（DFTA）方法获得最小割集及相应故障时间,最后通过成组维修理论从全局最优化,经济性角度确定大修周期约为3.23年。经过与工程实际数据的对比,验证了该方法的可行性和适用性。     

连接缆形式对旁靠外输安全的影响分析

联合考虑FPSO与穿梭油船之间的水动力耦合效应,以及船体与软刚臂系泊系统、连接缆、旁靠靠球之间的相互作用,基于三维势流理论对软刚臂系泊FPSO旁靠外输作业进行多浮体水动力响应时域分析。针对耦合外输系统中的连接缆,分析缆绳刚度、绳长和布置形式的改变对缆绳安全系数的影响。通过不同环境组合下两种典型装载工况结果分析表明:加粗连接缆、交叉布缆、以及调整连接缆长度使得连接缆受力均衡可以有效地提高系统作业安全性。     

圆筒形FPSO在南海的作业效率分析

圆筒形FPSO(Floating Production Storage and Offloading),即浮式生产储油卸油装置,已在国外多个海况恶劣油田投入使用。该装置通过相关试验,其在恶劣海况下的运动性能非常好,适合油田生产。我国南海海域海况恶劣,冬季受强烈东北季风影响,夏季受内波流影响。对我国南海海域圆筒形FPSO进行投入前期研究,尤其是针对圆筒形和船型这两种FPSO在目前南海海域的外输可作业率比较,得出相对客观的研究结果,将会给决策层起到重要参考作用。     

曹妃甸浮式生产储油船中央控制系统分析和研究

FPSO全船中央控制系统(ICS)是FPSO的大脑和神经系统,中央控制系统设计的好坏将直接影响整条FPSO生产运行、安全和管理.本文以2004年6月完工的中国海洋石油天津渤海公司"海洋石油112"号为设计实例,介绍了FPSO中央控制系统的配置、设计及主要功能,并重点介绍了采用国际上新型的应急关断和火灾及消防集中控制矩阵(MATRIX)板等先进设计理念.     

FPSO外输系统动力响应及风险分析

采用水动力分析软件AQWA对由软钢臂式单点系泊FPSO和油轮组成的串靠外输系统的动力响应和安全性进行研究。基于多体方法,建立串靠外输系统的有限元模型,计算4种拖轮拉力和24种作业海况下外输系统的连接大缆张力、两浮体相对艏向角及间距的时间历程,并分析波高、流速、风速、风浪流夹角、连接大缆长度等因素对系统动力响应的影响及动力响应特性。此外,还开展了串靠外输系统的风险分析,计算不同海况下连接大缆失效、船体碰撞和过分相对艏向运动的发生概率。研究结果对串靠外输系统的设计和外输作业具有一定的指导意义。     

“海洋石油113”号FPSO永久复产水系统扩容改造

随着渤中25-1/S油田及周边渤中19-4油田的开发,“海洋石油113”号FPSO上部组块水系统已无法满足目前的生产需求。此次借油田复产之际进行系统扩容改造,在大幅提升FPSO水系统的生产处理能力的同时也增加了注水外输能力,为整个区块油田进一步提高产量发挥重要作用。文中简要阐述了“海洋石油113”号FPSO上部组块水系统的扩容改造,并提出需注意的问题,从而为后期类似项目的建设改造提供借鉴。     

考虑维修的FPSO外输作业风险分析

对浮式生产储卸油装置(FPSO)串靠外输系统的风险源、风险演化过程、发生概率、维修周期和维修范围进行研究。首先基于统计得到的历史失效数据,对串靠外输系统进行风险辨识,并结合系统的设备组成确定引起不同风险的基本事件,建立串靠外输系统的故障树模型,理清风险的演化过程;然后采用4种概率模型分析不同基本事件的发生概率,计算外输事故发生概率的动态变化曲线,确定系统的维修周期;最后考虑设备故障概率的动态变化,计算不同年份下对系统可靠度起关键影响的部件,确定系统的维修范围。研究结果对外输系统的设计和外输作业具有一定的指导意义。