FPSO空调通风系统设计及舒适性研究

结合巴西石油某FPSO生活模块实船建造,深入分析FPSO生活模块内空调通风系统的设计特点,研究更好的控制房间内的温度、湿度及噪音等各项性能指标的方法,从而提高房间的舒适性,满足现代FPSO设计对人员舒适性的需求。     

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。     

FPSO上部模块管线加工设计

在海洋石油开发领域中,浮式生产储油装置(以下简称FPSO)是集油气处理,储油与卸油、发电、控制和生活功能为一体的海上油气处理装置.FPSO主要由船体、上部模块和单点系泊系统三大部分组成,是石油与船舶等工业的集成装置.FPSO上部模块管线的施工量占整个模块建造的比重很大,而管线的加工设计工作又是制约管线施工的重要因素,为提高现场的施工效率,便于施工管理,以MODEC项目越南FPSO的管线加工设计为例,总结出对FPSO上部模块管线加工设计的一些方法,为今后FPSO的建造提供借鉴.     

FPSO模块标准化及管线一体化设计

结合CFD11 FPSO上部模块管线设计经验，提出模块标准化和管线一体化设计思路，并在XJ23-1 FPSO得到了充分的运用和肯定，可供FPSO上Topside的设计参考。     

FPSO上部模块结构设计

针对FPSO上部模块结构设计,探讨上部模块总体布置、作业海况条件、模块支点和模块安装方案对模块结构设计的影响,并对渤海与南海海域FPSO模块结构设计及各种安装方案进行比较,分析模块结构设计所要考虑的主要问题,为结构设计提供参考.     

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。     

FPSO上部模块结构的批量建造方法

随着我国海洋工程在深度和广度上的发展，FPSO上部模块将成为海洋工程单位的重要产品之一。以一些在建的FPSO上部模块建造项目为例，描述了FPSO上部模块结构建造的一般特点，介绍了FPSO上部模块结构的批量建造方法，并简要分析了批量建造方法的实施对生产成本、建造周期、产品质量带来的影响。     

FPSO模块结构设计研究

文章通过对FPSO模块结构设计的研究,详细介绍了FPSO模块结构在设计过程中的重点和难点,总结出一套适用于FPSO模块结构的设计经验,可适用于大部分FPSO项目的模块设计。     

FPSO模块支墩建造精度控制方法研究

作为FPSO(浮式生产储油卸油装置)主船体和上部模块的连接结构,模块支墩结构是主船体和上部模块的安装界面,又是承受上部模块重量的重要支撑结构,主船体和上部模块的建造会分别在模块支墩界面处产生累计建造误差,建造误差会对模块支墩的强度和疲劳寿命产生显著影响。由于模块支墩结构的特殊性,普通的船舶结构建造精度标准不再适用于FPSO模块支墩结构,依托于一型新建FPSO模块支墩结构,对模块支墩的建造精度控制进行了专门研究。简要介绍了FPSO模块支墩结构概况,探查模块支墩结构建造误差的来源,分析了建造误差对结构强度及疲劳寿命的影响,根据误差种类分别提出了避免建造误差的方法和修正办法。研究成果可为FPSO模块支墩的建造和安装提供参考。     

FPSO上部模块改造结构设计特点分析

随着秦皇岛32-6油田及周边南堡35-2油田的开发,渤海世纪号FPSO上部模块水系统无法满足目前的生产需求,因此进行水系统扩容改造。本文结合渤海世纪号FPSO工艺模块水系统扩容改造工程实例,从基座设计、与原结构连接、结构加强等方面详细说明了FPSO上部模块改造结构设计中遇到的技术难点及解决方法,分析了FPSO模块改造结构设计特点,并简述了改造中需注意的问题,为FPSO模块改造结构设计提供借鉴和参考。     

深水FPSO总纵强度分析和结构设计

深水浮式生产储卸油装置(FPSO)船体为超肥大线型,远洋拖航自存和在位作业满载极端环境工况是FPSO船体设计的控制性工况。基于GL ND《海上拖航指南》和BV船级社规范,优化确定FPSO远洋拖航自存工况的吃水。基于远洋拖航航线和作业海域的环境条件,应用DNV SESAM软件计算FPSO船体波浪载荷和运动加速度,为船体、上部模块、管廊模块和主甲板管道支架设计提供基础数据。FPSO油舱段采用“干式安全带”保护设计理念,减轻了船体结构腐蚀。应用BV VeriSTAR Hull软件分析油舱段船体结构强度,得到船体的应力水平、应力分布和变形。在中间货油舱内设罝横撑杆,提高了船体横框架强度和刚度,降低了主甲板强横梁、船底肋板和纵舱壁垂直桁的尺寸,减轻了船体自重。基于累积损伤的简化疲劳分析方法,应用DNV SESAM软件分析FPSO船体结构疲劳,综合考虑了拖航、海上安装和在位作业工况,得到FPSO船体关键结构处的疲劳寿命。     

FPSO改造项目的轻型化直升机甲板设计

以30万t深水浮式生产储油船(FPSO)的改造为依托项目,对FPSO生活模块系统的直升机甲板轻型化设计。文章根据FPSO改造需求,采用铝质材料代替传统的钢制材料,以S-76A++型号的直升机为例,按规范设计了铝制轻型化直升机甲板,并建立有限元模型,对不同着落位置、梁格跨度和螺栓布置进行强度分析,在满足单次起飞要求及甲板轻型化要求情况下,确定最终甲板结构形式。     

超大型FPSO半船大合拢技术

为缩短超大型FPSO建造周期,按照区域和功能对FPSO进行物理切分,将主船体部分划分为艏半船、艉半船,上部模块划分为生活区模块、功能模块和油气处理模块,艏、艉半船及上部模块在不同厂区并行建造,完工后到总装厂集成,对一艘超大型FPSO的艏、艉半船采用大合拢技术,实现艏、艉半船并行建造,缩短总建造周期;分析半船大合拢划分原则、方法及大合拢技术准备和大合拢操作流程,实践证明,该船体划分方法和半船并行建造及合拢技术可将FPSO总建造周期缩短6个月,保证项目按期交付,缩短资金占用时间,降低成本。     

FPSO吊装强度研究

FPSO模块的整体吊装是船舶建造的一项先进工艺,FPSO模块的重量一般为2 000 t～3 000 t,并且为桁架形式。如何保证吊装工艺的安全性仍是一项技术难题。文章以某FPSO的典型模块为例,使用有限元方法和结构强度的相关理论,结合相关规范,对模块整体的吊装强度进行分析。通过对加强方案的比较和分析,确定了桁架结构的重点关注区域。对于桁架结构,取消一个构件可能会比增加结构更有效,该方法为吊装方案的可行性的优化提供了更多的选择。     

振动噪声混合数值预报技术在30万吨FPSO项目中的应用

随着环保意识的提高,船级社对船舶噪声问题日益关注,并将其作为船舶舒适性指标的一个组成部分。鉴于生产人员长期生活在FPSO上,国际船舶和海洋工程设施规范对浮式生产储油船的居住舱、工作环境等方面提出了较为严格的要求,规定FPSO设计过程中必须进行舱室和工作环境噪声预报,采取减振降噪措施,以满足规范要求。文中结合30万吨FPSO项目,介绍了振动噪声数值模拟技术在FPSO生活区模块的应用。     

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。     

模块式电缆密封装置在FPSO电气设计中的应用

针对FPSO船上用电设备多、危险区域多、电缆使用量大、电缆密封级别要求高的特点,分析几种常见电缆密封装置的各项特性,讨论适合FPSO使用的电缆密封装置,论述模块式电缆密封装置类型、框架、模块的选用方法,以及排版图的详细设计方法,使得模块式电缆密封装置在FPSO上获得更好的设计应用。     

大型FPSO甲板模块浮式集成分析

本文以巴西浮式生产储油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)P67/P70甲板模块浮式吊装集成为工程背景,针对大型FPSO的船体和甲板模块特点,对采用浮式吊装集成所涉及的吊装方式、浮吊船就位方式、吊装前干涉确认、模块就位操作等进行分析,总结相应经验,为此类项目施工提供参考。     

应用重叠网格方法的单点系泊FPSO数值模拟

浮式生产储油装置系统在深海油气的开发与存储中有着重要应用.其中,FPSO的风标效应以及多浮体旁靠成为值得研究的内容.为了更好地研究FPSO的风标效应及旁靠问题,文中将锚链系统写入了重叠网格模块中.利用基于开源平台Open FOAM开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU,对带有锚链的单点系泊FPSO的运动响应进行模拟和分析,以验证锚链系统在重叠网格模块中的可靠性.文中对只放开一个自由度的带锚链的FPSO进行垂荡衰减运动模拟,并与模型试验进行对比,以验证数值模拟的可行性和可靠性.计算分析的结果验证了利用CFD技术和重叠网格方法对带有锚链的FPSO运动的有效性,同时分析了锚链受力情况.     

FPSO上部模块海运绑扎加固方案

为研究浮式生产储油卸油装置（FPSO）上部模块海运绑扎与加固，以某FPSO的上部模块海运绑扎设计为研究对象，根据模块结构的布置形式，设计模块的海运绑扎方案。基于新版《海事作业和海事担保标准》及有限元理论，计算得到货物重心处的加速度值并提取模块绑扎构件的支反力，依此验证绑扎设计安全性和可靠性。该方案可为同类产品海运绑扎加固设计提供参考。