“南海奋进”FPSO单点系泊系统维修项目锚腿回接技术

在中国南海深海远洋的油气开发中大量采用了浮式生产储油船(FPSO)。比如"南海开拓"号、"南海睦宁"号、"南海胜利"号、"南海发现"号、"南海盛开"号、"海洋石油111"、"海洋石油115"、"海洋石油116"等都是典型的南海在役的FPSO。所有上述的FPSO都采用了内转塔式的单点系泊系统。典型的内转塔系泊系统由系泊锚点,锚腿和内转塔式浮筒三部分结构组成。目前南海FPSO系泊锚腿数量有6条和9条两种。锚腿的形式通常是钢缆和锚链的混合形式。在经过多年的运营之后,锚腿上往往会发生钢缆断丝,配重链或者配重块脱落等现象,锚腿的强度已经不再满足设计要求,所以需要进行锚腿钢缆和锚链的更换(维修)。本文以2014年文昌"南海奋进"FPSO单点系泊系统维修项目为对象,介绍单点系泊系统锚腿更换(维修)的基本方法,重点介绍工程中上钢缆和上锚链的回接技术。该种方法经过实践证明安全可靠高效,对以后类似的工程具有极好的借鉴意义。     

番禺油田配重块修复及导管架检测工程

番禺油田FPSO-HYSY111单点系泊系统在2010年4月的调查中,发现9根系泊腿上钢缆某些部位存在断丝和松股,上锚链段存在配重块掉落的情况,需要在2011年台风季节之前进行修复。同时该油田的4-2/5-1两个导管架平台已运行8年,需要进行整体结构检测以判断其结构强度及寿命。上海打捞局利用我国唯一的商业性饱和潜水系统,连续作业1800小时,在FPSO不解脱情况下,创新方法,完成了国内外首次单点系泊系统进行水下配重链的安装,同时也圆满完成了上钢缆修复及两个导管架平台水下不同水深的检测任务,创造了多项水下施工新纪录。同时工程中的施工经验对于今后类似的海工项目具有较高的借鉴意义和推广价值。     

某浮式生产储油船系泊系统配重块的改进设计

以海洋石油111、116浮式生产储油船系泊系统所采用的螺栓压紧对开型配重块为基础,认真研究了该系泊系统近年水下检测报告,重点分析了螺栓压紧对开型配重块失效的原因,并在此基础上研发了锁销型配重块。该新型配重块在受力性能上彻底改变了现有配重块的设计思路,能有效抵抗恶劣的环境载荷,防止配重块脱落失效,从而大大提高了系泊系统的安全性。     

FPSO—STP中深水单点系泊系统

结合“南海奋进”和“海洋石油111”FPSO单点系泊系统（STP-Submerge Turret Production）在中国中深海油田开发中的应用实例，探讨了该类单点系泊系统（STP）在设计、建造及海上安装方面应注意的问题。并针对这两艘FPSO单点系泊系统在投入使用后所出现的问题进行了分析。对未来该类单点系泊（STP）的设计、建造和海上安装提出了建议。阐明了该类单点系泊系统（STP）在中国海域的应用前景。     

FPSO-STP中深水单点系泊系统

结合"南海奋进"和"海洋石油111"FPSO单点系泊系统(STP-Submerge Turret Production)在中国中深海油田开发中的应用实例,探讨了该类单点系泊系统(STP)在设计、建造及海上安装方面应注意的问题.并针对这两艘FPSO单点系泊系统在投入使用后所出现的问题进行了分析.对未来该类单点系泊(STP)的设计、建造和海上安装提出了建议.阐明了该类单点系泊系统(STP)在中国海域的应用前景.     

内转塔单点系泊刚度对不同参数的敏感性分析

内转塔式单点系泊系统在海洋石油装备中得到广泛应用。为研究该类型单点系泊系统的刚度特性,以我国南海一艘内转塔式单点系泊浮式生产储油设备(FPSO)的系泊系统为研究对象,采用浮体系泊分析软件Ariane分别建立单根系缆和系泊系统的静力分析模型,基于线弹性悬链线理论计算单根系缆和系泊系统的刚度,并重点针对吃水、系缆轴向拉伸刚度、系缆配重、系缆长度等参数进行系泊刚度敏感性分析,研究不同参数变化对系泊刚度的影响。结果表明:系泊刚度对系缆长度变化十分敏感;吃水和系缆长度主要通过影响系缆预张力来影响系泊刚度;系缆轴向拉伸刚度主要影响大位移条件下的系泊刚度;配重只影响一定位移范围内的系泊刚度。最后,给出了单点系泊系统设计的建议。     

FPSO单点系泊系统安装及回接技术

单点系泊系统作为浮式生产储油卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）的核心组成部分,需在FPSO进入安装现场之前完成安装,随后FPSO进入安装现场进行回接。以我国南海某具体工程项目为背景,全面、系统地介绍FPSO悬链腿单点系泊系统的安装及回接方法,并采用OrcaFlex分析软件对各个施工步骤进行相关的模拟分析。该单点系泊系统的整个安装过程可分为抓地锚安装、下段锚腿铺设、锚腿张紧、上段锚腿铺设、单点浮筒拖航及就位和锚系回接单点浮筒等6个阶段。     

内转塔式单点系泊系统敏感性研究

本文以我国南海某条FPSO的内转塔式单点系泊系统为例,研究内转塔式单点系泊的不同参数对于FPSO的运动和系泊张力的影响,确定单点系泊系统不同参数的敏感性。本文从系泊系统材料、系泊系统重量以及系泊缆预张力3个方面考虑其对系泊系统受力及FPSO的运动等设计参数进行敏感性分析。通过分析确定了FPSO的运动和单点系泊系统的动力响应对于系泊系统不同参数的敏感程度。     

内转塔式单点系泊系统敏感性研究

本文以我国南海某条FPSO的内转塔式单点系泊系统为例,研究内转塔式单点系泊的不同参数对于FPSO的运动和系泊张力的影响,确定单点系泊系统不同参数的敏感性.本文从系泊系统材料、系泊系统重量以及系泊缆预张力3个方面考虑其对系泊系统受力及FPSO的运动等设计参数进行敏感性分析.通过分析确定了FPSO的运动和单点系泊系统的动力响应对于系泊系统不同参数的敏感程度.     

FPSO单点系泊监测系统设计

在总结我国渤海和南海单点系泊系统应用现状的基础上,通过典型单点系泊系统事故分析,总结FPSO单点系泊系统失效原因和关键风险点。以我国常用的软钢臂式和内转塔式两种单点系泊系统为例,分别建立包括海洋环境、FPSO水动力性能和系泊系统受力等信息在内的单点系泊监测系统。     

一种组合系泊系统及其系泊特性影响研究

为了在较低的成本下更大程度地减小浮体的运动,文章提出了一种组合系泊系统的概念,并基于三维势流理论,当系泊形式为锚链、重块、弹性索以及它们之间的组合时,运用AQWA软件计算了系泊浮体在不规则波中的运动响应。在几种不同的工况下,通过比较浮体的响应和锚线张力,发现有弹性索时浮体运动和张力明显减小,当弹性索长度增加时,运动和张力减小得更多。当弹性索长度一定时,位置的变化对浮体运动和锚链张力响应不大。带沉子时浮体运动减小,同时锚链张力增加得也不多,文中的发现在工程使用中具有很重要的参考和借鉴意义。     

Development of interlink wear estimation method for mooring chain of floating structures: Validation and new approach using three-dimensional contact response

Long-term operation of mooring systems is one of the challenging issues of floating structures such as floating offshore wind turbines (FOWTs). For integrity assessment, fatigue and its affecting factors have generated considerable recent research interest as the occurrence of a large number of mooring chain failures at a high rate has been reported. By contrast, only few studies on the effect of nonuniform volume loss of mooring chain links due to wear can be found because of difficulties to estimate wear amounts quantitatively. Considering this issue, in this paper, validation of the quantitative interlink wear estimation method is investigated by applying to a spar-type floating structure. Firstly, the method is presented which consists of the material test, derivation of an interlink wear estimation formula with FE analysis, and calculation of mooring chain response with coupled dynamic analysis using a mass-spring model. To improve insufficient accuracy due to the mass-spring model around a clump weight and the touchdown point, the method is further modified by using a 3-D rigid-body link model. The estimation results and comparison show that the modified method distinguishing between rolling and sliding can calculate the interlink wear amount closer to the chain diameter measurements and more reasonable than the method using the conventional mass-spring model.     

深海平台复合单系泊缆形状和张力分析

以一工作水深为310 m的转塔式浮式生产存储系统为例研究了复合单系泊缆索静力特性的计算方法,用C++编写了基于悬链线方程式的深海平台系泊缆形状和张力的分析计算程序,计算并分析了复合单缆在无浮筒重物、只有浮筒、只有重物、既有浮筒又有重物四种情况下的形状和张力,为动力计算提供条件。本方法简单直观,并且完成一次计算所耗时间不到1 s,特别适合于需要多次迭代计算复杂系泊系统静力特性的等效水深截断系统优化设计。     

大潮差条件下浮式防波堤锚泊线组合形式的试验研究*

通过物理模型试验研究了在大潮差条件下不同锚泊线组合形式对浮箱式防波堤运动响应和锚链拉力特性的影 响。其中,锚泊系统布置形式采用平行型,组合形式有链+重块、链+重链、链+钢丝绳和链+尼龙绳4种。探讨了不同组合 形式的锚泊系统在大潮差条件下的优劣,给出一种比较适合大潮差的锚泊线组合形式,为实际工程提供参考。     

复合缆索锚泊下的Spar平台动态响应分析

利用复合索链的计算公式,计算不同配置的复合链组成的锚泊系统的变刚度,并将计算结果运用于Spar平台运动方程中刚度矩阵的修正,分析并比较在不同锚泊系统作用下,Spar平台的动态响应行为。通过计算发现:虽然不同配置的复合缆索对平台的动态响应没有多大影响,但是缆索张力的变化确实截然不同。这些在平台锚泊系统的初步设计中必须考虑。     

带悬锤的悬链线方程求解及其简化方法

在浮码头的锚系设计中,由于设计船型的要求,为保证码头前沿水深,往往需在锚链上悬挂悬锤以增加码头前沿吃水。而现行规范及文献中,对于悬挂悬锤的锚链计算均无论述。悬锤的重力决定了码头前沿水深,关系到码头的适用性。主要论述悬锤重力与吃水的关系以及计算方法,确保浮码头设计的合理可靠性。     

The problem of misdeclared container weight: perspectives from New Zealand and implications for its law

This paper addresses the problem of misdeclaring container weights, which causes accidents on land and sea, with serious consequences. It reviews the current international law, and the verification of container weight mandated in the Safety of Life at Sea (SOLAS) convention, and relates them to New Zealand law and practice as an example. It concludes that the SOLAS plan, simply written into local law, is unlikely to be enough by itself to fix the problem. It considers the points in the supply chain where responsibility could be placed for weighing and proposes a “chain of responsibility” approach with initial weighing by the shipper and check weighing later, especially at ports, with misdeclared containers being reportable as incidents. Such a system should deal comprehensively with the problem.     

系泊链结构的区别化有限元分析方法与轻量化设计研究

围绕新一代海洋超深水平台系泊链开展力学性能分析和横档外形轻量化设计工作.首先,针对系泊链变曲面不规则的外形特征和复杂的受力形式,提出了区别化网格划分方法,获得了系泊链结构的应力应变分布规律.根据规律,对横档结构进行了轻量化设计,分析了决定横档结构性能的两个关键参数,并通过建立系列有限元模型,得出两个参数对系泊链性能的影响规律.轻量化后的R6系泊链应力场分布更为理想,横档重量降低了13.53%,进一步提升了海洋超深水平台系泊系统的综合性能.     

船舶三维数控弯板机成形回弹控制的逐步逼近弯曲法研究

文章依据板材成形理论与实验规律,提出了船板冷压成形的逐步逼近弯曲法,较好地解决了多压头船舶三维数控弯板机板材成形的回弹问题。船板塑性成形加工过程中,采用在线实时测取回弹量来调整可重构模具曲面,实现了船板弯曲回弹问题的实时在线解决。一般逼近2～3次,即可满足加工精度要求,简单而有效地解决了三维曲面船板塑性成形的复杂回弹难题。     

非均匀条件下的船舶锚链静力特性快速计算

为探索锚泊船偏荡时船与锚链相互作用问题,开展了非均匀条件下锚链静力特性的快速计算研究。采用分段外推-校正方法计算了锚链张力、顶端倾角、悬垂线形状及长度。通过寻找锚链悬垂线最低点位置以及预估顶端倾角的方法来增加求解速度,实现了快速运算。