基于南海环境的多立柱FDPSO电气结构的设计与仿真

文章基于对南海环境的分析,选定多立柱圆筒式的浮式钻井生产储卸油装置作为研究对象,对其功能进行研究,整合了浮式生产储卸油装置和钻井平台的电气负荷并确定安装功率,根据工况要求及相关规范设计了主电源、各级配电盘、电气连接等模块,进行了相关工况的仿真,验证了平台电气系统在各个工况下电气结构的有效性和稳定性。     

考虑腐蚀损伤的FPSO船体结构强度LC演变特性

在建立全船有限元模型的基础上,基于腐蚀模型完成各服役年限模型的更新,并使用自主开发的软件,依据规范,对浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体结构进行屈服强度与屈曲强度的直接计算。结果表明,在生命周期(Life Cycle,LC)内各年限船体结构强度计算结果均满足规范值。受腐蚀损伤影响,FPSO船体结构的屈服利用因子与屈曲利用因子逐渐增加;随服役时间增加,二者增长趋势逐渐加快。研究结果对FPSO的设计、维护与延寿具有一定的参考价值。     

多点系泊FPSO系泊结构局部强度研究

多点系泊是浮式生产储油船(FPSO)的一种特殊的系泊方式,适用于较好的海况环境.采用有限元分析方法,对多点系泊FPSO系泊结构的局部强度进行了研究.建立三维有限元模型,合理施加计算载荷,对导向装置和导链装置结构强度进行了计算,分析结构的应力状况,得出的结论对于设计类似结构具有一定的参考意义.     

薄壁圆筒结构特性及吊装方法

以浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)单点舱薄壁圆筒结构自身的物理特征为基础,从受力分析的角度设计不同的吊装方案,采用有限元方法对其进行验证分析。围绕满足建造精度的要求对多个方案的计算结果进行对比,选取适宜的吊装方案,取得工程实践的成功。研究结果可供其他类似项目参考。     

FPSO上层居住模块整体吊装强度计算研究

大型船舶上层建筑整体吊装是船舶建造中的一项先进工艺,但如何保证吊装工艺的安全性仍是一项技术难题。以某FPSO(浮式生产储油卸油装置)上层居住模块为例进行研究,采用有限元方法和结构强度相关理论,结合DNV规范对FPSO上层居住模块整体吊装强度进行分析。计算结果显示,吊装时高应力一般发生在吊点附近区域的强支撑构件上。该方法为吊装方案的可行性提供了依据,实际吊装过程验证了计算的准确性。     

FPSO船体建造工艺与应用

通过对比浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)与常规船体的不同,对船体主甲板结构提出新要求,同时新增加模块支墩、单点舱等结构。结合FPSO建造技术要求,对船体分段进行有限元分析、合理确定分段缝,对单点舱区域坞墩进行布置设计,并针对单点舱、模块支墩等特殊结构进行专项施工工艺分析,制订可行性工艺方案及精度控制措施。通过工程实践,关键结构单点舱、模块支墩均满足建造精度要求,此工艺可为后续类似海洋结构建造提供参考。     

通用型FPSO立管界面结构设计与分析

以通用型浮式生产储油卸油装置(FPSO)立管界面及加强结构为设计目标,通过调研现行的多点系泊和立管界面结构,结合目标通用型FPSO的总布置图和基本布置图,进行了立管界面结构的初步设计。通过有限元模型建造并考虑立管界面结构所受载荷,对通用型FPSO立管界面结构的强度进行了校核。研究结果表明：当立管布置的方位角一定时,满载工况比压载工况对立管界面各主要结构的负载更大。     

水下自浮式隔水舱技术

为保证浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)不停产和顺利通过美国船级社(American Bureau of Shipping, ABS)的认定取证,提出对FPSO在位安装隔水舱进行船体结构修复的方案。分析隔水舱在海水中的受力情况,进行隔水舱结构强度核算,设计合理的隔水舱结构形式,将隔水舱设计为水下自浮式,方便潜水员在水下施工。水下自浮式隔水舱技术的成功应用使得FPSO在位不停产修复船体外板纵骨得以实现。水下自浮式隔水舱适用于FPSO、浮式储油卸油装置(Floating Storage and Offloading, FSO)及其他船舶的船体结构维修,可避免船舶进坞维修,保证生产的持续性并节省坞修费用。该方案能实现在海上修复水线下船体结构,避免背水焊接。     

含裂纹及腐蚀损伤FPSO结构剩余极限强度评估方法研究

裂纹及腐蚀损伤对于浮式生产储油卸油装置（FPSO）结构来说难以避免,这将削弱结构的极限强度,所以研究含裂纹及腐蚀损伤FPSO结构的剩余极限强度意义重大。目前针对裂纹及腐蚀损伤联合作用下FPSO结构剩余极限强度的研究相对欠缺,本文采用非线性有限元分析方法,研究了不同腐蚀及裂纹损伤组合形式下FPSO结构剩余极限强度的衰减规律。结果表明,腐蚀与裂纹损伤均导致极限强度线性衰减,并且腐蚀损伤对极限强度的影响远大于裂纹损伤。研究结果对FPSO结构的设计、维护与延寿具有一定的参考价值。     

地质调查船月池结构局部强度评估及优化

采用直接计算法对地质调查船的月池结构强度进行评估。对调查船全船建立有限元模型,并对月池结构进行细化;考虑月池区域局部载荷最大的工况,利用频域内的三维势流理论和设计波法计算地质调查船在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下月池结构处井架支脚的支反力,进而计算月池结构在不同工况下的应力响应。参考散货船结构强度直接计算分析指南对月池结构强度进行评估,对不满足许用应力标准的结构给出了优化方案并进行了进一步的校核。结果表明,三维势流理论和设计波法为带有月池结构的船舶波浪载荷的计算提供了有效的技术手段,采用直接计算法所得到的评估结果可为该类船舶的设计开发提供参考。     

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.     

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 global strength and hull optimization

Global strength is a significant item for floatingproduction storage and offloading （FPSO） design, and steel weightplays an important role in the building costs of FPSO. It is the maintask to consider and combine these two aspects by optimizing hulldimensions. There are many optional methods for the globalstrength analysis. A common method is to use the ABS FPSOEagle software to analyze the global strength including the rulecheck and direct strength analysis. And the same method can beadopted for the FPSO hull optimization by changing the depth.After calculation and optimization, the results are compared andanalyzed. The results can be used as a reference for the futuredesign or quotation purpose.     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

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。     

有限元方法在30万吨级超大型浮船坞设计中的应用

在30万吨级超大型浮船坞的结构设计中应用有限元计算方法来评估坞体结构强度并讨论了超大型浮船坞的结构规范适用性问题。采用的有限元计算分为两大类:一类是坞体总纵强度的有限元计算分析,包括全坞粗网格有限元计算以及进一步的局部结构细化分析;另一类是坞体局部强度的有限元计算分析,包括首尾浮箱平台强度、坞墙稳定性和锚泊设备支撑结构的强度计算。通过一系列完整的有限元计算,说明现行的浮船坞规范仍然适用于超大型浮船坞,并最终得出了一些具有实用价值的结论。     

半潜船船体改造设计分析

为了保证半潜船适货性船体改造的强度和远洋大件运输的安全性,文章对半潜船远洋运输超宽大件货物进行了研究与分析,主要论述了半潜船为适货性进行的相应船体结构改造,并对舷侧附加浮体改造及周边船体结构进行了强度校核,采用有限元分析的方法进行强度校核.     

破损船体极限强度非线性有限元分析

本文基于通用有限元系统,结合船体破损机理和初始缺陷处理方法,建立船体极限强度非线性有限元分析的完整框架.利用对水面舰船和双壳油船极限强度模型试验的比较验证,合理解决非线性有限元分析的关键技术,并对完整和破损船体极限强度进行非线性有限元法分析.然后,在模型试验和非线性有限元分析的基础上提出面向设计的适合破损船体和双向弯曲状态的船体极限强度分析的改进解析方法.     

吊装状态下的重吊船运动响应和结构强度分析

针对一艘万t级大开口重吊船在整体吊装时的结构强度问题,采用挪威船级社的SASAM软件对整船有限元模型进行水动力和有限元分析,获得该船在吊装状态下的运动响应和结构强度,为吊装作业和结构设计提供参考和依据。     

大开口深拖母船全船强度有限元分析

某深拖母船为实现作业功能,在船舯位置设有上下贯通的大开口结构,该结构特性会严重削弱目标船的总纵强度和弯扭强度,因此在针对该开口区域进行详细设计后,还有必要采用全船结构有限元分析方法来评估结构强度和变形水平。通过设计波法得到波浪载荷,计算全船在各种工况下结构的应力、变形结果,总结出该船型的受力特点,并结合全船结构强度直接计算结果,选取的典型节点进行疲劳强度评估,得到各个典型节点的疲劳寿命。计算结果对目标船的结构优化具有参考意义。