旁靠外输作业系泊系统优化分析

对渤海明珠号旁靠外输系统进行数值模拟,采用多项式拟合系泊缆的非线性,通过调整系泊缆和靠球参数并对旁靠系统进行时域计算,对比系泊缆的张力最大值及其均衡性,从而提出针对系泊缆和靠球的优化方法。结果表明:通过合理的调整系泊缆长度、增大系泊缆刚度、优化布置形式和选用特性更好的靠球,可以达到系泊缆张力明显减小和更加均衡的目的,从而有效地提高旁靠外输系泊系统的安全性和可靠性。计算结果可为同类型旁靠作业的系泊系统设计和优化提供参考,具有一定的工程实用价值。     

FPSO转塔系泊止链器安装工艺与拖航固定设计

针对我国南海深水浮式生产储卸油装置（FPSO）转塔单点系泊的关键零件止链器,进行安装工艺过程设计模拟和拖航固定设计的有限元分析。结果表明：止链器集成安装的关键点是吊装过程通过姿态调整与锚链盘U型槽配合;满足止链器安装精度的核心是节圆柱与耳轴转动平稳;止链器拖航固定的张紧链是应力薄弱点,在选型设计中应保守考虑使用1根张紧链的工况。实际工程应用验证了止链器安装工艺与拖航固定设计方案满足可靠性要求,为南中国海类似工程提供了直接经验。     

基于专利分析的FPSO船型结构技术发展态势研究

以FPSO船型结构领域专利数据为分析对象,通过专利计量与分析的方法深入研究FPSO船型结构技术的发展态势和技术演化路径,为企业进行该领域的技术布局提供参考。研究结果表明：21世纪以来,FPSO船型结构技术快速发展,中国、美国和韩国在该领域技术发展较为成熟;FPSO船型结构技术演化经历了旧船改造、新概念FPSO和通用FPSO三个阶段,正朝着稳定性、经济性和便捷性方向不断改善和发展。     

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.     

FPSO货油系统管系应力及泵口载荷的分析改进

货油系统作为FPSO最重要的系统之一,一旦出现故障,会使整个海上油田的生产作业陷入停顿或瘫痪的状态,将造成巨大的经济损失,对其进行应力分析,指导管系布置十分必要。本文以30万吨通用型FPSO货油系统为研究对象,应用CAESARII管道应力分析软件建立分析模型,考虑极端工况的加速度、船体变形和风载荷等,对其管系一次应力、二次应力和泵口载荷进行了分析,并对管系的布置进行了优化,提高了管系布置的效率和准确性,为FPSO其他管路系统及其他船型的管系布置提供参考依据。     

“海洋石油112”号FPSO单点系泊模型试验与数值计算对比分析

国内有多艘大型软刚臂系泊FPSO在浅水服役,或多或少均存在一定故障,因此浅水FPSO水动力性能和安全问题受到广泛重视。"海洋石油112"号FPSO软刚臂单点系泊系统位于渤海浅水水域。文中对该单点系泊系统进行了系泊分析数值模拟,并与水池试验结果进行对比,验证三维动力响应数值模拟在浅水中应用的准确性。     

新型干树半潜平台系泊系统的时域耦合分析

我国海洋油气开发正逐步从近海浅水区域不断往远海深水区域发展。随着水深的增加,传统的以锚链为材料,以自重为回复力的悬链线式系泊系统已经不再适用。世界上超深水浮式生产平台基本上都采用张紧式系泊系统,并且中间段采用超轻的聚酯缆材料以降低其施加在平台上的荷载。基于1500米超深水的中国南海环境,开发了一种运动性能良好的新型干树半潜平台。新型平台的系泊系统采用张紧式锚链-聚酯缆-锚链形式。根据平台尺度和环境条件,对系泊系统进行了布置和设计。通过时域耦合方法对系泊系统进行了数值分析,分析结果表明系泊系统强度满足规范和设计要求。     

FPSO船体管路系统压力泄放阀的计算与选型

针对当前FPSO船体管路系统中压力泄放阀的计算与选型都依赖于阀门厂家的实际情况,详细介绍了压力泄放阀的类型及应用范围,并以SBM FPSO船体管路系统为例,采用API计算方法进行计算和选型。计算方法优化了超压模式及阀门流通面积的选择,从而保证了压力泄放阀的正确选型和FPSO船体管路系统的安全性。     

Extreme hawser tension assessment for FPSO vessel during offloading operation in Bohai bay

The Floating Production Storage and Offloading Unit (FPSO) is an offshore vessel that produces and stores crude oil prior to tanker transport.Robust prediction of extreme hawser tensions during Floating Production Storage and Offloading (FPSO) operation is an important safety concern. Excessive hawser tension may occur during offloading operations, posing an operational risk. In this paper, AQWA has been used to analyze vessel response due to hydrodynamic wave loads, acting on a specific FPSO vessel under actual sea conditions. Experimental validation of numerical results has been discussed as well.This paper advocates methodology for estimating extreme response statistics, based on simulations (or measurements). The modified ACER (averaged conditional exceedance rate) method is presented in brief detail. Proposed methodology provides an accurate extreme value prediction, utilizing all available data efficiently. In this study the estimated return level values, obtained by ACER method, are compared to the corresponding return level values obtained by Gumbel method. Based on the overall performance of the proposed method, it is concluded that the improved ACER method can provide more robust and accurate prediction of the extreme hawser tension.Data declustering issue has been addressed. Paper highlights ability of ACER method to account for a set of varying sea state probabilities, as required in engineering long term statistical analysis.Described approach may be well used at the vessel design stage, while defining optimal vessel parameters that would minimize potential FPSO hawser tension.     

旧油船改造FPSO适用性分析

旧油船在FPSO改造中具有投资省、周期短、快速响应等优势,在国外具有广阔的应用市场。该文通过对改造前油船的类型、市场价格、适用海域等因素进行分析,总结其适用性选择策略,对国内旧油船改造FPSO有所裨益。     

A stability analysis of tandem offloading systems at sea

In this article, we analyze the linear stability of tandem offloading systems in wind, current, and waves. The wind and current forces are evaluated with the help of published experimental data, while the hydrodynamic coefficients and wave drift forces are rigorously estimated by using a three-dimensional singularity distribution method based on potential theory. The bow hawser and mooring lines are described quasistatically by elastic catenary equations. In order to examine the linear static and dynamic stability of the system, the equations for surge, sway, and yaw are linearized. The effect of design parameters such as turret position, mooring stiffness, and hawser length and stiffness on stability is investigated based on linearized model. The stability analysis clarifies the mechanism of the limit cycle for tandem offloading systems, which is known as fishtailing motion. The theoretical results of the shape and amplitude of the limit cycle are found to be in good agreement with those of simulations and experiments.     

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。     

三维锚泊系统时域计算分析

通过采用在频域内对浮体运动方程求解并将计算结果转换为时域结果,同时与锚链线运动时域方程耦合求解锚泊浮体在限制工作水深的运动位移与锚链线上的张力.采用一种考虑锚链线上各种受力的三维锚链线模型来计算锚链的位移与受力.通过对计算结果的分析表明,本方法简单、实用,可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

基于CFD的船舶破舱进水时域模拟

船舶因破损进水导致危险情况甚至倾覆是船舶安全性研究中的重要问题.船舶在破损后进水的过程中,可能存在比最终状态更加危险的中间状态.本文以STAR-CCM+软件为研究工具,实现了对某客滚船瞬时非对称进水的动态模拟.针对自由漂浮的客滚船破损情景,论文利用VOF方法模拟水气自由液面,并首次利用重叠网格(Overset Grid)动网技术结合DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)六自由度求解器处理船舶破舱进水过程中的船舶升沉、横摇等运动.模拟结果可以得到舱内液面和船舶浮态随进水时间的变化情况,观察到水柱射流、水花飞溅等瞬时现象;将最终浮态结果与传统准静态方法相比较,吻合较好.     

舰船破舱进水过程时域模拟

舰船破舱进水过程的时域模拟是解决未来舰船破损沉没时间预报、可供救援时间预报、救援措施选择等诸多新挑战的惟一可行方式。目前国内对舰船破损稳性的研究并没有涉及舱内空气对进水的影响。本文对破舱进水过程时域模拟的研究方法进行了探讨。应用Fluent软件对大量二维及三维计算模型进行了破舱进水的时域模拟;探讨空气流对进水过程的影响。对船舶破损口处进水速度的变化进行讨论和探讨。得到结论:在特定情形下,对于空气流的计算模拟必须考虑在内,并且提出了1种减少计算域的研究方案。这些探讨对破舱进水时域模拟研究方法的选择有一定借鉴意义。     

液舱晃荡与FPSO波浪运动相互耦合时域分析

浮式生产储油轮（FPSO）长期在外海作业,其液舱晃荡现象始终存在。文中对船体外流场采用非线性势流理论,对液舱内流场采用线性势流理论,应用脉冲响应函数法,基于法国船级社（BV）的综合性水动力分析软件HOMER,计算了FPSO在考虑液舱晃荡作用下的时域运动响应,并对晃荡压强进行对比分析。结果表明：液舱晃荡对FPSO运动具有一定的影响,且该影响在迎浪船舷的运动上更为明显,同时迎浪船舷液舱晃荡产生的压强也更大。     

FDPSO总强度分析技术

针对浮式生产储卸油装置(FPSO)的扩展船型——配有钻井模块以及月池结构的浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)的总强度设计问题,讨论全船有限元分析方法的实现。探讨月池区域结构应如何在全船分析中进行考虑,并结合舱段有限元手段,进一步研究月池区域结构的强度分析方法。研究工程项目如何结合全船有限元分析方法进行合理化设计。     

化学品船操纵培训仿真软件的设计与实现

介绍化学品船操纵培训仿真软件的程序框架、仿真模块设计及程序实现方法,该仿真软件是利用Visual C 开发平台按照面向对象方法设计的操作培训软件,采用了系统建模、动态链接库(DLL)、设备环境绘图等计算机仿真技术和方法。