基于快速载荷转移技术的浮托安装分步试验和数值模拟研究

实现海洋平台上部组块高效安全的安装是海洋油气资源开发的保障,论文以基于快速载荷转移技术的浮托安装系统为研究对象,利用模型试验和数值模拟方法探究大型平台组块浮托安装的动力响应特性,对浮托安装过程进行简化分步试验和数值模拟,利用举升丝杠系统和压载系统调节驳船实现不同载荷的转移,探究了不同载荷转移(0%,30%,70%和100%)工况下,驳船和平台上部组块的运动响应及DSU和LMU的受力特性。对比分析了数值模拟和试验结果,两者吻合较好。研究结果可为快速载荷转移技术在浮托安装中的应用提供参考。     

大型组块浮托安装的计算分析及校核

浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船大型组块海上浮托安装项目,对组块浮托安装作业过程中组块、驳船、滑道等结构强度、锚系系统以及护舷系统等进行了较详尽的计算分析及校核。可为今后同类工程计算分析及校核提供参考,使大型组块浮托安装作业得到更有效安全的实施。     

船运阶段海上变电站上部组块-驳船强度分析

海上变电站上部组块船运是海上施工至关重要的一环，上部组块-驳船整体系统的水动力特性和惯性荷载组合将直接影响上部组块结构的安全性。基于浮体动力学方程及惯性力计算方法，开展不同重现期环境荷载下上部组块-驳船的整体响应谱特性研究，分析最不利惯性力-重力耦合荷载组合对上部组块结构强度影响。基于不同设计规范条款及驳船吃水，给出船运阶段上部组块对惯性力-重力组合及整体系统水动力的敏感性规律，为国内短期、快频海上变电站的不同设计阶段校核提供规范选择及驳船吃水设计方面的指导性意见。     

T型驳用于大型组块运输的计算分析及校核

浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船海洋石油228的大型组块海上浮托安装项目,对组块运输作业过程中组块、驳船、滑道以及装船固定斜拉筋等结构强度、驳船运动以及稳性等进行了较详尽的计算分析及校核。可为今后同类工程计算分析及校核提供参考,使T型驳船用于大型组块运输作业得到有效安全的实施。     

极浅水海域对大型组块安装的影响分析

随着平台走向功能化、集约化,组块的重量也随之增长,对安装船舶提出了更高的要求,尤其是极浅水海域,由于大型浮吊无法进入此海域作业,对组块的安装带来了极大的影响。本文以锦州9-3调整项目新建平台出发,分析了极浅水海域下大型组块的安装方式,详细阐述了极浅水海域下导管架和DSU组块支撑装置的特殊设计,并归纳了对组块浮托安装设计和操作所带来的影响分析。极浅水海域下大型组块安装的影响分析对边际油田的开发提出了新的思路,并为极浅水海域的平台设计、建造和安装的积累一定的经验。     

船艉开槽型安装船及其运动特性数值分析

浮托法作为一种成本低、耗时少的大型组块安装方法,被广泛应用于海洋平台的安装中。为将浮托法应用于东海海域平台组块的安装,需开发能适应东海长周期涌浪的海洋环境的浮托安装船。提出一种船艉开槽型海洋工程安装船,并根据安装船安装上部模块时对运动响应极值的限制,设计系泊系统。考虑东海长周期涌浪和短周期风浪以及风、流的联合作用,采用三维势流理论和非线性时域耦合分析方法,计算安装船在系泊状态下的时域运动响应极值,并分析校核系泊系统的安全性。研究结果表明,长周期涌浪主要影响安装船在系泊状态下的波频运动,包括垂荡、横摇和纵摇,安装船运动响应极值满足导管架上部模块安装施工要求,系泊系统安全性也满足要求。     

T型驳船用于组块浮托作业的应用研究

T型驳船高位浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船海洋石油228的大型组块海上浮托安装项目,对T型驳船进行组块装船、运输以及高位浮托作业时的强度分析及校核进行了较详尽的介绍。可为今后同类工程实践提供参考,使T型驳船用于大型组块浮托作业的方法得到有效安全的实施。     

大型浮托安装驳船在极浅水中的运动特性和触底条件分析

结合我国渤海锦州9-3油田新建导管架平台的实际工程背景,针对大型浮托安装驳船在极浅水条件下运动性能和触底现象开展数值计算和物理实验研究。通过两者之间的相互对比,验证了计算结果的正确性。实验中观察到驳船的浅水效应现象,并对该现象的产生原因进行了分析。结合实际海域的海洋环境条件,开展敏感性分析,得到驳船在不同海况下的运动特性,并对驳船是否会发生触底进行了评估。研究结果为保障极浅水条件下,导管架组块浮托安装实际工程的安全应用提供了有力支撑。     

导管架下水驳船的“浮托法”安装改造研究

导管架下水驳船是实施大型深水导管架下水的必要装备。“浮托法”安装模式是大型平台组块海上安装的发展趋势。对“海洋石油229”号导管架下水驳船“浮托法”安装改造前、后的总体性能进行了对比分析。     

双船浮托法整体拆除海上弃置组块方案概述

目前,在中国各个海域中,渤海海域拥有数量最多的即将弃置的海上平台,而且已探明有大量的边际油田需要开发。海洋平台的拆除工作在渤海海域有着巨大的潜在市场,因此,研究一套适用于我国渤海海域的海上弃置平台组块拆除方案将会有很大的应用前景。本文以此为出发点,并依托岐口海洋平台上部组块拆除潜在项目,提出了双船浮托法整体拆除弃置海洋平台上部组块的方案,并为以后工程实际操作提供了相应的方案参考。     

波高及波浪周期对浮托关键设备作业影响的计算分析

针对浮托作业中关键设备在不同波高及波浪周期作用下的受力及运动问题,以常规浮托作为研究对象,统计浮托作业海域波高及波浪周期分布概况,选取特定环境工况,利用数值模拟软件输入驳船组块模型、环境条件、系泊系统布置、浮托关键设备等参数信息,建立浮托安装计算模型,分析波高及波浪周期变化对浮托安装对接装置、组块支撑装置及橡胶护舷等设备的作业影响,评估施工风险与结构安全性,并对现场作业气候窗预报提出相应建议。     

超大型平台组块装船技术探析

针对国内首次设计的超大型平台组块的装船技术,通过码头环境条件、船舶总纵强度和船舶调载系统的能力等方面的设计研究,提出了制约超大型平台组块装船的关键技术,并给出了驳船如何提高装船能力的建议。     

海洋固定平台过渡段安装技术分析

过渡段作为连接海洋桩基平台上部结构与导管架的关键构件，起着非常重要的作用。但在进行海洋石油开发相当长的一段时间内，其安装过程中钢桩跨距的测量都是采用在钢桩上盘尺的方法，而这种方法往往会导致较大的误差，甚至有可能导致上部组块难以安装。随着技术的进步，一种通过AUTOCAD与先进的测量仪器相结合的测量方法已成功地应用于多个项目，这种科学、准确、高效的方法把过渡段安装的技术提高到了一个崭新的高度，为平台上部结构的成功安装提供了强有力的保证，以位于南海北部湾海域的涠洲WZ12-IB平台的工程实践为例来介绍了过渡段安装过程中采用的新方法。     

浮托船舶在东海海域组块安装的应用分析

浮托安装可以在1～3天时间内完成组块的安装工作,且具有调试时间短、提前投产的特点。在海况恶劣海域,和组块吊装方案相比,该方法有助于抓住有限的时间窗口完成海上作业。目前,世界范围内仍有一些海域没有进行过浮托安装,在进行浮托安装之前,需要进行可行性论证。本文针对东海海域,对环境数据进行统计,采用3条浮托驳船,分别进行了浮托安装分析。从结构安全性及受作业环境条件影响角度考虑,重点针对进退船及对接工况进行分析。根据统一的浮托可行的标准,基于HYSY278/229/228的运动性能,东海环境条件,高位浮托及浮托作业可实施性,从低到高确定多组浮托环境条件,搜索得到对应的浮托环境条件,统计浮托作业概率,进行经济费用比较。分析结果表明,涌浪多的海域,波浪周期特别是横浪方向的周期显著增加,将大幅提高浮托对接时驳船的运动及对导管架的碰撞力,给浮托技术带来挑战。在这种海域中,动力定位船如278,比传统无动力的T型驳船,运动性能最优,可以抵御的浮托作业环境条件最大,作业窗口更多。如要在类似海域进行浮托安装,建议采用动力定位船舶,并采取相关降低涌浪影响的措施。     

南海百米级水深大型平台浮托安装设计与实践

考虑到目前国内百米级以上水深的浮托安装案例较少,需要总结和积累工程经验,以重约15 500 t的上部平台组块为例,对南海百米级水深运用浮托安装技术及大型组块海上安装的设计进行了分析,给出关键计算结果,分析实践过程中的现场实时监测情况。     

浮式生产平台上部组块结构形式及设计特点研究

目前深水结构物的研究多集中于船体结构、系泊系统及深水立管系统等方面,较少有涉及深水结构物上部组块结构的研究文献。本文重点研究各种类型浮式生产平台的上部组块,对其受力特点、结构形式、结构设计中的一些关键点进行总结分析,并对浮式生产平台上组块选型和结构设计给出了重点关注的内容。     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.     

大型海洋平台上部组块提升和顶升技术

如何安全高效地完成上部组块起升作业是大型海洋平台建造合拢中的关键问题。本文围绕大型海洋平台合拢中的上部组块提升和顶升技术,调研了近年来国内外相关案例,对提升和顶升的核心技术进行研究,从设备、能力和过程等方面分析了提升和顶升的技术特点。通过对重量、高度、安全性和经济性等因素的比较,总结出提升和顶升的技术优势和发展方向,并提出了上部组块起升作业安全系数,为大型海洋平台合拢提供可靠的理论基础和参考依据。     

钻井支持驳船模块海固设计方法

钻井支持驳船(drilling tender barge)是近几年出现的新型钻井设施,钻机模块装载在驳船上一同运输到作业海域,再由驳船自身吊机将模块吊装安装到目标平台进行钻井作业。钻机模块在运输过程中需要通过海固(sea-fastening)结构固定在驳船主甲板上。论文主要研究钻井支持驳船模块海固结构的设计方法,可为今后类似设施的海固设计工作提供一定的参考。     

我国自主设计建造最大海上原油生产平台安装完成

正2021年5月19日,由海洋石油工程股份有限公司负责EPCI总包的我国自主设计、建造的最大海上原油生产平台——陆丰14-4中心平台,在南海东部海域顺利完成浮托安装,标志着我国大型海洋油气装备建造和安装能力得到进一步提升。陆丰14-4中心平台由上部组块和导管架两部分组成,矗立在145米水深的大海上,总高度达218米,相当于70层楼高,总重量近3万吨,超过3个埃菲尔铁塔的重量。