FPSO船体单点舱建造工艺研究与应用

为满足浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体单点舱的强度和精度要求,对其建造工艺进行研究。通过对一种单轴承内转塔单点舱的结构特点进行分析,结合单点舱建造精度要求,从工装设计、圆筒制作和坞内合拢等多个角度进行论证,提出将圆筒与周边加强结构分开建造的工艺,并对具体实施中的圆筒装配、焊接过程监控和变形控制措施等进行探讨。     

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.     

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。     

BMIT型FPSO转塔舱关键结构设计与研究

BMIT型单点型式适用于水深较深、通道较多的FPSO,与我国南海之前新建的FPSO所采用的STP型单点相差较大。针对FPSO转塔舱的结构布置,结合BMIT型单点的界面特点,对南海某采用BMIT型单点的FPSO转塔舱设计进行总结,详细阐述了单点轴承支撑结构界面、塔架腿界面、限位挡块界面的设计以及疲劳节点的设计及优化。     

基于长期分布累加法的单点疲劳寿命预报方法

针对FPSO单点区域复杂的载荷情况,提出一种单点结构在受到环境载荷和FPSO船体载荷作用下的疲劳计算分析方法,根据单点所受载荷的长期分布数据及各种载荷对应的载荷应力比,在线性假设的前提下,通过长期分布累加法对单点或船体结构进行疲劳累计损伤计算,最后得出疲劳结果,该方法不仅适用于单点及界面附近船体结构疲劳计算,也适用于多点系泊系统等界面载荷长期分布复杂的局部船体结构疲劳计算。     

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。     

通用型FPSO船体结构设计要点

考虑到新一代FPSO与常规FPSO设计相比具有较多不同,介绍FPSO的通用型概念,结合通用型FPSO船体的载荷特点及结构特点,通过水动力分析及舱段结构强度分析验证目标FPSO设计的可行性,由此得到通用型FPSO船体的设计思路及要点。     

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船体结构设计要点

针对FPSO船体结构与一般船舶结构的不同之处,总结FPSO船体结构设计中总纵强度、疲劳强度设计要点,同时对关键结构(如底部结构、舷侧结构、甲板结构以及上部模块支墩等)设计的要点进行了阐述。     

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。     

我国浮式生产储油装置技术的发展现状

介绍了我国浮式生产储油装置（FPSO）的分布现状,描述了我国渤海与南海不同海域FPSO的特点。为了使FPSO长期系泊在海上安全生产、运营可靠,从FPSO设计关键,诸如船体波浪载荷、油气工艺模块支架与船体连接技术、不同单点系泊系统的船体结构设计等方面进行了重点阐述。     

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内转塔浮子穴结构建造工艺

FPSO是依靠特殊的系泊系统永久系泊在海上。该文重点介绍了内转塔式单点系泊FPSO关键的特殊结构(浮子穴)、建造精度并剖析了浮子穴与周围结构的建造方法,进而指出了浮子穴建造中应注意的问题。     

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。     

230000 m3 LNG FPSO舱段结构强度分析

针对230 000 m~3浮式液化天然气生产储卸装置(LNG FPSO)货舱区结构设计,利用法国船级社(BV)开发的VeriSTARHull软件进行强度分析。该LNG FPSO应用于我国南海气田开发,需要通过单点系泊系统长期定位于作业海域,要求能够抵御各种恶劣的海况并保证设施的安全和持续作业能力。因此,对船体结构进行分析和优化是整个浮式生产系统实现功能的基本要求和关键所在。文中结合BV相关规范要求建模、加载并分析计算结果,给出结构设计中需要注意的高应力区域并提出优化建议。     

FPSO Hull项目进度测量系统的建立

对国内造船企业的项目进度测量现状进行了分析,并根据FPSO Hull建造的管理要求和船舶企业的管理特点,详细论述船舶企业建立FPSO Hull建造的进度测量系统原则、思路和方法.提出的思路与方法不仅适用于船舶企业的FPSO Hull的建造的进度测量,亦适用于一般船舶的建造进度测量.     

双船法联合起重支撑结构的设计与分析

为双船法（Twin Marine Lifter，TML）联合起重拆解大型海上油田设施设计一种可调节气隙的支撑结构，该结构便于安装和拆卸，对施工船舶的船体吃水性能要求低。建立支撑结构的有限元模型，进行强度校核和屈曲校核，给出支撑结构的应力分布和各杆件利用率。设计方案和分析方法可为拆解大型海上结构物专用装备的设计提供参考。     

FPSO结构设计技术的进展

基于中国船舶及海洋工程设计研究院十多艘服务于中国海域的FPSO结构设计经验,结合船级社相关规范要求,介绍了FPSO结构设计技术在中国的发展进程。文中回顾了20世纪末至21世纪初的FPSO结构设计状态;针对两艘分别作业于中国南海和渤海的FPSO,分析了包括设计波浪载荷数值、总纵强度和极限强度校核、舱段强度有限元、疲劳强度校核、模块支墩与单点加强等特殊结构设计以及意外载荷等各方面的最新发展。在此过程中,水动力分析、线性与非线性有限元及谱疲劳分析等先进的设计方法和分析软件,均得到了普遍应用。     

大型邮船房舱门窗开口结构的起浮过程变形监测

为排除大型邮船房舱门窗开口结构发生变形的可能性，需要开展变形监测。在大型邮船船体结构完工后的全船起浮过程中，运用高精度激光跟踪仪，对房舱门窗开口结构进行起浮过程变形监测。测量并收集起浮过程不同阶段的房舱门窗开口结构三维坐标数据，经分析对比，掌握房舱门窗开口结构起浮过程变形情况，为大型邮船的结构设计和建造的可靠性与安全性提供数据支撑。