南海张力腿平台集成监控系统设计

考虑到深水浮式结构的集成监控系统是其完整性管理的重要组成部分,而国内深水油气田开发中尚未有应用先例,以南海500 m水深油田的张力腿平台为例,提出与其相适应的监控系统的功能定位、设备选型和布置方案,阐述张力腿平台监控系统的特殊需求。     

大型深远海油气资源开发保障平台研发

为解决南海油气资源开发面临的物资补给问题，提出一种大型深水浮式保障平台概念。系统地呈现深水浮式保障平台的设计和分析流程，包括设计基础、关键系统设计和各项性能分析。通过研发、应用该深水浮式保障平台，有助于填补深远海油气资源开发领域的大型物资保障装备技术空白，加快南海油气资源勘探开发的进度。     

多学科设计优化在桁架式Spar平台概念设计中的应用(英文)

在传统的桁架式Spar设计过程中,设计人员通常只选择一个或两个学科作为某个阶段的设计目标,而没有把设计过程作为一个整体进行研究.同时,传统的设计方法没有充分考虑决定Spar性能的多个学科之间的相互影响和耦合作用.因而,传统的设计方法很难获得最优的设计方案.为解决这一问题,该文将多学科设计优化方法引入桁架式Spar的概念设计,以实现真正的设计优化.文中首先介绍了桁架式Spar的传统设计方法以及多学科设计优化的基本理论,讨论了如何将多学科优化技术应用于Spar平台的概念设计.进而提出了一种适用于Spar设计的多学科设计优化方法-基于响应面的协同优化方法,并基于该方法,建立了桁架式Spar的设计优化框架.最后,对今后的研究方向提出了几点建议.     

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。     

桁架式Spar平台方案设计研究

Spar平台是一种用于深海油气开发的海洋结构物.目前对Spar平台的研究集中在其运动特性和水动力分析、结构强度和疲劳研究以及垂荡板的性能和设计上.然而,国内对于Spar平台设计方法的研究却很少,国内外公开发表的文献也很少,这给Spar平台的设计带来了困难.本文归纳了桁架式Spar平台方案设计的基本流程,包括总布置、主尺度的选择,以及对设计方案进行的稳性校核和水动力分析.在此基础上,针对平台的不同结构推荐使用相应的ABS和API规范进行结构设计,并应用设计波法对得到的结构尺寸进行强度校核.通过一个实例详细说明了整个设计过程,分析结果表明该设计方案是可行的.同时指出了传统的海洋工程设计方法存在的问题,提出在传统设计方法的基础上,应用多学科设计优化思想进行海洋平台的方案设计的基本思想.     

深水半潜式生产平台建造精度控制要点

南海某深水半潜式生产平台有着超大跨距的桁架式上部组块以及带立柱储油功能的下部船体，其大跨距、超高度的典型特点给深水半潜式平台整体建造精度控制带来极大挑战。通过制定整体的精度策划方案，重点对总装搭载、立柱顶部支撑管、插尖导向等关键位置进行精度控制方法研究，对环境温度、焊接收缩等影响精度的数据进行收集、分析，进而调整优化精度控制方案，形成一整套适用于深水半潜式生产平台建造精度控制的技术方法，保证深水半潜式生产平台建造精度满足设计要求，为上部组块与下部浮体大合龙的顺利完成奠定基础。     

新型干树半潜平台系泊系统的时域耦合分析

我国海洋油气开发正逐步从近海浅水区域不断往远海深水区域发展。随着水深的增加,传统的以锚链为材料,以自重为回复力的悬链线式系泊系统已经不再适用。世界上超深水浮式生产平台基本上都采用张紧式系泊系统,并且中间段采用超轻的聚酯缆材料以降低其施加在平台上的荷载。基于1500米超深水的中国南海环境,开发了一种运动性能良好的新型干树半潜平台。新型平台的系泊系统采用张紧式锚链-聚酯缆-锚链形式。根据平台尺度和环境条件,对系泊系统进行了布置和设计。通过时域耦合方法对系泊系统进行了数值分析,分析结果表明系泊系统强度满足规范和设计要求。     

吸力式基础安装的关键设备深水泵撬块

吸力式基础是深海油气田开发中重要的基础型式之一,目前其安装技术基本由国外垄断。该文以我国南海某气田开发为依托,针对深水吸力式基础安装的关键设备——泵撬块进行了研究。通过采用水下液压泵站、压力补偿器、干式电子舱等技术,保证了处于深水中设备的耐压性和密封性;且可以通过远程控制来实现泵撬块与吸力式基础的锁紧、解脱,泵撬块的排水、注水换向,以及在水上对吸力式基础和泵撬块的实时监测和操作;对深水吸力式基础在我国的发展应用有一定的推动作用。     

深水半潜式平台概要建造方案

结合国内一典型船厂的设施和设备情况以及深水半潜式平台总体建造技术的特点,讨论了深水半潜式平台的概要总体建造方案,重点阐述了深水半潜式平台相对较大尺寸而带来的结构总体建造方法、大跨度立柱和上部结构的合拢方法、高强度和超高强度钢的焊接技术.对于船厂如何利用现有基础建造这种高附加值平台,提出了可供借鉴的总体建造方案.     

南海风浪条件下Spar式浮式风机平台的构型及参数

使用WAMIT软件建立了OC3-Hywind Spar式浮式风机模型，联合FAST软件计算了浮式风机在不同工况下的幅值响应算子；结合为南海海域波浪条件优化后的JONSWAP谱，对浮式风机进行了不同工况下的响应谱分析及最大响应值计算；进一步阐述了浮式平台结构构型参数的变化对整体结构在南海相应工况下的运动影响。     

Hydrodynamic comparison of a semi-submersible, TLP, and Spar: Numerical study in the South China Sea environment

The South China Sea contains tremendous oil and gas resources in deepwater areas. However, one of the keys for deepwater exploration, the investigation of deepwater floating platforms, is very inadequate. In this paper, the authors studied and compared the hydrodynamics and global motion behaviors of typical deepwater platforms in the South China Sea environment. The hydrodynamic models of three main types of floating platforms, e.g. the Semi-submersible, tension leg platform (TLP), and Truss Spar, which could potentially be utilized in the South China Sea, were established by using the 3-D potential theory. Additionally, some important considerations which significantly influence the hydrodynamics were given. The RAOs in frequency domains as well as global motions in time domains under time-varying wind, random waves, and current in 100-y, 10-y, and 1-y return period environment conditions were predicted, compared, and analyzed. The results indicate that the heave and especially the pitch motion of the TLP are favorable. The heave response of the Truss Spar is perfect and comparable with that of the TLP when the peak period of random waves is low. However, the pitch motion of Truss Spar is extraordinarily larger than that of Semi-submersible and TLP.     

Floating production platforms and their applications in the development of oil and gas fields in the South China Sea

This paper studies the current available options forfloating production platforms in developing deepwater oil fieldsand the potential development models of future oil and gasexploration in the South China Sea. A detailed review of currentdeepwater platforms worldwide was performed through theexamples of industry projects, and the pros and cons of eachplatform are discussed. Four types of platforms are currently usedfor the deepwater development： tension leg platform, Spar,semi-submersible platform, and the floating production systemoffloading. Among these, the TLP and Spar can be used for dry treeapplications, and have gained popularity in recent years. The drytree application enables the extension of the drilling application forfixed platforms into floating systems, and greatly reduces the costand complexity of the subsea operation. Newly built wet treesemi-submersible production platforms for ultra deepwater are alsogetting their application, mainly due to the much needed payloadfor deepwater making the conversion of the old drillingsemi-submersible platforms impossible. These platforms have beenused in different fields around the world for different environments;each has its own advantages and disadvantages. There are manychallenges with the successful use of these floating platforms. A lotof lessons have been learned and extensive experience accumulatedthrough the many project applications. Key technologies are beingreviewed for the successful use of floating platforms for fielddevelopment, and potential future development needs are beingdiscussed. Some of the technologies and experience of platformapplications can be well used for the development of the SouthChina Sea oil and gas field.     

一种超深水半潜式钻井平台钻井系统总体设计和布置方案

超深水半潜式钻井平台是深水海洋油气资源开发的重要装备。本文总结第七代超深水半潜式钻井平台参数需求,结合钻井系统总体布置要求,总体分析钻井各核心子系统的布置,最终形成一套超深水钻井系统总体布置方案,为超深水钻井平台钻井系统的工程设计提供参考。     

渤中34-1油田CEPA中心平台生活模块结构设计

渤中34-1油田CEPA中心平台生活模块采用浮托法海上安装新工艺.本文应用SACS、ANSYS和STRUCAD等软件对结构设计进行了优化,并与中海油几座平台生活模块的设计进行了对比分析.     

海上半潜式浮式风机平台系泊系统对比研究

选取5MW-OC4深水半潜式浮式风机平台为参考模型,利用AQWA软件建立半潜式浮式风机平台模型,在频域范围内计算浮式风机平台运动响应,得到平台幅频响应曲线,以验证数值分析的可靠性。选取3种浮式风机平台系泊系统,对比研究系泊系统改变对浮式风机平台运动响应的影响规律,同时分析极端环境条件下单缆失效对浮式平台运动响应及系泊缆张力的影响。计算结果对浮式风机平台系泊系统的优化设计有一定的参考意义。     

动力定位系统的研究与分析

动力定位系统在船舶和海洋工程有着大量的应用,特别是在深水石油开发钻井平台中成为必备的关键设备。海洋钻井平台在钻井作业过程中要求其不受海洋气象环境的影响,保持在一个相对确定的海面位置上。早期浅水浮式钻井平台采用锚定位的方式可以胜任该项作业要求,但随着水深的增加,特别在大于1000米水深时,从技术和经济角度考虑已不能适应实际的需要。本文集中介绍动力定位系统的组成和系统配置,为以后的动力定位系统设计起到一定的借鉴作用。     

张力腿平台顶张紧式立管强度分析

顶张紧式立管（Top Tensioned Riser,简称TTR）是张力腿平台（Tension Leg Platform,简称TLP ）的关键部分之一。根据API RP 2RD 规范,探讨了TLP平台TTR的总体强度分析方法,并以中国南海某油田环境条件为基础,采用单层管等效模型模拟多层管TTR,利用Orcaflex软件对TTR总体强度进行了分析,同时探讨了采用规则波或不规则波以及内孤立波对立管应力分析结果的影响,对今后TTR的研究和设计具有一定的参考作用。     

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.     

浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究

钻探极地地区近海石油和天然气资源对移动式离岸钻井平台的水动力性能、抗冰性能和作业性能有着极大的要求。本文主要介绍了浮式抗冰平台的设计方案,并结合当今最新一款半潜式抗冰平台的设计理念,分别从频域和时域分析的角度与传统的半潜式平台作对比,分析得出其具有优越的水动力性能,垂荡、横摇、纵摇运动响应都优于传统的半潜平台,为下一步抗冰性能分析及其关键技术的研究做基础,同时也给半潜式平台带来新的设计理念,为浮式抗冰平台的设计建造提供合理思路。     

Optimization of mooring systems in the context of an integrated design methodology

This work describes an enhanced mooring optimization procedure, oriented towards recent floating production systems (FPS) for oil & gas exploitation in ultra-deep-water scenarios, which may present a large number of risers in an asymmetric layout. Acknowledging that the risers are the key component of an FPS, the optimization procedure is associated to an integrated mooring-riser design methodology; thus, instead of simply minimizing the platform offsets and/or the costs of the mooring system itself, one of the main objectives is to obtain a mooring configuration that ensures the integrity of the risers. Other highlights of the optimization procedure include the following aspects: Enhancements in the modeling of the optimization problem (including the definition of design variables, objective function and constraints that are relevant for such actual applications); The use of the PSO optimization algorithm associated to the ε-constrained method to efficiently handle the constraints; Enhancements in the evaluation of candidate solutions, by full nonlinear time-domain dynamic Finite Element simulations with coupled models; and the implementation in a parallel computing environment to deal with the high associated computational costs. A case study considering an FPS representative of actual applications in deepwater scenarios is presented to illustrate the practical application of the optimization tool.