海上石油浮式生产系统疲劳校核分析

船体结构的疲劳一直是船体结构的一种重要的损伤现象。特别是高强度钢在船体结构中的广泛使用，使船体结构的疲劳破坏问题更加突出。本文以一艘15万吨浮式生产储油系统(FPSO)为例，根据FPSO自身的结构特点和其特殊的工作状态，详细介绍了对FPSO进行疲劳分析的基本过程，包括FPSO疲劳校核区域的确定，波浪统计预报、主要校核部位的疲劳计算方法和过程。     

FPSO建造中的几个关键界面

在FPSO的建造过程中，存在着很多重要的界面，做好界面的协调工作，确保关键界面安全、合理、有效的连接对于FPSO的建造质量以及工期至关重要。本文主要从项目管理的角度，以QHD32－6FPSO为例，针对EPSO船体结构建造中的4个典型而又关键的界面进行论证，它们是单点与船体的连接、上部工艺模块与船体的连接、甲板吊机与船体连接、动力模块与船体的连接，希望对FPSO的建造管理工作有一定的参考价值。     

CFRP修复的FPSO点蚀船体梁极限强度分析

采用非线性有限元法对中拱和中垂工况条件下碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)修复的浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)点蚀船体梁极限强度进行仿真分析。对比FPSO的完整船体梁、点蚀船体梁和CFRP修复的点蚀船体梁的中拱极限弯矩和中垂极限弯矩，分析CFRP对FPSO点蚀船体梁的修复效果，并分析胶层失效规律。结果表明，CFRP可为船舶的高效修复提供一种新的方式。     

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。     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

FPSO建造中的几个关键界面

在FPSO的建造过程中,存在着很多重要的界面,做好界面的协调工作,确保关键界面安全、合理、有效的连接对于FPSO的建造质量乙级工期至关重要.本文主要从项目管理的角度,以QHD32-6FPSO为例,针对FPSO船体结构建造中的4个典型而又关键的界面进行论述,它们是单点与船体的连接、上部工艺模块与船体的连接、甲板吊机与船体的连接、动力模块与船体的连接,希望对FPSO的建造管理工作有一定的参考价值.     

持续旺盛的中国造船业

4月30日下午，三大中外石油、造船巨头在上海外高桥造船有限公司为中国迄今为止最大的海上浮式生产储油船（FPSO）“海洋石油117”号隆重命名。这艘在世界同类船中堪称首位，造价相当于一架空客A380的30万吨FPSO，创下了中国船厂单船建造合同金额之最，是中国目前承接的吨位最大、造价最高、技术最新的FPSO船，也是中船集团今年计划交付的4艘高科技重点船型中的第一艘，从2005年3月1日美国康菲石油中国有限公司代表蓬莱油田项目合作方（康菲石油中国有限公司，中国海洋石油有限公司）与中船集团签订30万吨级“海洋石油117”FPSO船体的建造合同起，上海外高桥造船有限公司开工建造仅仅用了18个月时间，就完成了这艘FPSO船体建造并顺利交付，标志着中国在FPSO的设计与建造领域已进入世界先进行列。     

FPSO结构设计特点

在海洋石油开发中，由于浮式生产储油船（FPSO）相对固定平台而言，具有初投资小，且能转移地点重复使用的优点，已成为目前世界海上油田工程的主流形式，在中国海上油田开发中，除了采用固定平台和旧油船改装的FPSO以外，自20世纪80年代中期设计与制造第一艘“渤海友谊”号FPSO起，至今已有5艘FPSO，其中“南海奋进”号是在强台风海域服务的永不解脱，内转塔式15万吨级的FPSO，本文以此为对象，描述了FPSO船体结构设计中应考虑的八类载荷和船体总强度的基本特征，对生产流程等模块支架型式，火炬塔结构设计，系统模型试验中甲板上浪的某结构作了介绍。     

环境烈度因子在FPSO船体梁强度评估中的应用

由于作业方式不同,用于计算FPSO与不限定航线条件下船舶设计载荷的规范计算公式不一样,如何将现有的关于普通海船的规范用于FPSO的设计评估是FPSO研究中的关键问题。基于现有常规钢质海船规范,文章采用环境烈度因子(ESF)对用于计算运营于无限航区船舶设计载荷的规范公式进行修正,将修正后的公式作为FPSO设计载荷的计算公式。利用所得FPSO载荷计算公式计算某30万吨FPSO设计载荷,并采用薄壁梁理论对船体梁强度进行校核。将校核结果与未经ESF修正的船体梁校核结果进行比较,发现未经ESF修正的船体梁校核结果明显偏大。同时,采用薄壁梁理论进行船体梁剪切强度评估,可以避免建立全船有限元模型。     

FPSO模块支墩结构形式与设计原则

依据不同的功能要求,浮式生产卸货装置(FPSO)的主甲板上设置多个工艺模块平台,每一个模块架构平台与FPSO主船体的连接结构——模块支墩,是FPSO结构设计的关键技术,其可靠性和实用性将直接影响FPSO生产流程的正常运转。结合近20多年来对FPSO的设计经验,提出了模块支墩设计的不同理念及结构设计特点,并对多型FPSO的模块支墩分析对比其形式特点、适用性及优缺点,同时从工程设计经验角度,阐述了模块支墩的结构设计原则和结构强度的分析计算及算例。所提供的设计原则及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

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.     

Structural design of process decks for floating production, storage and offloading units

This work analyzes the influence of ship motion and deformation on the structural design of decks to support production plants in floating production, storage and offloading units (FPSOs). These decks are space frames with lengths ranging from 30 to 100 mr, with a variable number of rigid supports linked to the ship hull. The deck and ship hull are modeled together for naval and structural analysis. A global, coupled analysis is performed considering the deck and ship structures; sea loads are evaluated by means of probabilistic methods.     

FPSO的聚类分析管理

通过对目前在渤海和南海相关海域作业的10艘具有代表性的FPSO的船型、油气处理功能、系泊系统三个重要组成部分的17个参数进行聚类对比分析计算,将10艘FPSO聚类为四大类：海洋石油101、海洋石油102、海洋石油105一类;海洋石油109、海洋石油112、海洋石油113二类;海洋石油111、海洋石油115和海洋石油116三类;海洋石油104四类。从而为同类中不同FPSO个体的维护、管理提供参照。     

新概念FPSO最新研究进展

结合30多年来开发出的各种新概念FPSO,介绍FPSO在海上油田开发中的应用优势和不足,重点介绍FPSO在浮体形式创新和使用功能扩展方面的最新研究进展,对FPSO的设计研究提出建议.     

浮式采油、储油和卸油装置管理现状研究与建议

随着海洋石油开发步伐的加大,浮式采油、储油和卸油装置及其简易装置--浮式储油船规模急剧扩大,世界各国对其管理各有特点.且存在着诸多不合理因素.针对国内外管理浮式生产储油装置的复杂现状,列举了美国、英国、挪威、澳大利亚等国对浮式储油装置的主要管理做法,通过对比,分析研究了国内外在法律适用、行政管理执法和海上应急处置方面所存在的不足,就如何促进浮式储油装置的合理化、规范化管理,提出科学定义浮式储油装置、统一适用国内相关专业法规和国际海事组织(IMO,International Maritime Organization)制定的相关公约以及分功能联合管理的建议.     

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.     

新概念FPSO总体方案设计研究

在分析国内外现有FPSO的优劣性及研究影响FPSO性能的诸多因素的基础上,开发一种稳性更好、水动力性能优良、储油效率高、具有较大承载能力和甲板面积,更适合采用多点系泊的圆角倒棱台形FPSO(IQFP)浮体概念。利用这种新型概念,根据渤海海域某边际油田的海洋环境条件和油田生产要求,以浮体的稳性和运动性能为主要约束条件,运用交互式设计流程思想,经过反复调整,得到一座较优的IQFP总体方案设计实例。     

深水浮式生产储油装置（FPSO）外输油浮筒系统研究

基于西非、东南亚等热带海域的多点系泊FPSO（浮式生产储油装置）不具备风标效应的特点,为避免串靠外输油时FPSO与穿梭油船相撞,FPSO可采用外输油浮筒系统。主要阐述了该输油系统的基本组成要素,浮筒的功能、结构和设备,浮筒锚泊定位系统以及FPSO与浮筒问输油管线的设计要点和分析方法等,旨在为南海及海外深水油气资源的开发提供指导与参考。     

Implementation of an executable business process management model for the ship hull production design process

The shipbuilding industry has adopted IT convergence as a new engine for growth encompassing conventional production know-how and economies of scale. Brand new solutions for enterprise IT, such as three-dimensional (3D) computer-aided design (CAD) systems, enterprise resource planning systems, and product lifecycle management systems have been adopted and customized to shipyards and contribute to productivity enhancement. As part of IT convergence in the shipbuilding industry, we examine the adoption of business process management (BPM) for the ship hull production design process. Ship hull production design, a process-based task, requires the most man-hours among all ship design processes and is directly coupled with ship production; thus, improvements in this task can contribute hugely toward enhancing productivity. First, we explain the concept of the executable model, which is an essential condition for executing defined processes in a business process management system (BPMS). In addition, we analyze the hull production design task and use this as the basis of a process to build executable BPM models. Thus, we present detailed implementations and the expected effects for the BPM execution of the hull production design process. The executable BPM model of the hull production design process is implemented using Bonita Open-Solution 5.5, a representative open-source BPMS.     

“海洋石油112”号FPSO单点系泊模型试验与数值计算对比分析

国内有多艘大型软刚臂系泊FPSO在浅水服役,或多或少均存在一定故障,因此浅水FPSO水动力性能和安全问题受到广泛重视。"海洋石油112"号FPSO软刚臂单点系泊系统位于渤海浅水水域。文中对该单点系泊系统进行了系泊分析数值模拟,并与水池试验结果进行对比,验证三维动力响应数值模拟在浅水中应用的准确性。