FPSO船典型节点疲劳强度分析

本文对浮式生产储油轮(FPSO)肋骨框架局部结构的节点进行了疲劳强度分析和计算。使用通用的有限元分析软件——ANSYS，对一个典型的局部结构节点建立了计算模型并进行参数分析。该局部结构为舷侧纵桁与腹板的连接节点。大量的调查实践证明，此处是疲劳损伤的高发区。文中选取了挪威科技大学建立的一个试验模型作为参考依据，采用美国船级社的计算规范对局部结构的两个热点应力区的疲劳强度进行了估算，并将计算结果与试验模型的结果进行了比较。结果表明：合理的补板以及腹板开口的尺寸可以提高该局部结构的疲劳寿命；疲劳损伤的定义需要根据疲劳失效后果加以确定从而给出基于风险的最佳检测和维修计划。     

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。     

单点系泊FPSO系泊缆疲劳寿命研究

采用准动态方法对单点系泊FPSO进行系泊分析,并采用T-N曲线和Miner线性疲劳累积损伤理论以及雨流计数方法对系泊系统进行疲劳分析,研究每一根系泊缆不同位置处的疲劳寿命,研究发现每一根系泊缆触地点位置的疲劳寿命最短。     

FPSO纵骨疲劳寿命分析

FPSO(Floating Production Storage and Offloading)长期系泊于定位海域,在服役期内没有进坞维修的可能。而在这个过程中,其船体结构承受不间断的交替变化的载荷,再加上高强度钢的广泛使用,使其疲劳破坏问题更加突出,因此其疲劳设计更为严格。本文以一大型浮式生产储油船为例,选取了典型剖面,采用简化的计算法进行纵骨的疲劳分析,给出了纵骨疲劳寿命计算的基本过程并且对船体结构中几种常见的节点连接方式的纵骨进行了疲劳寿命计算,通过分析比较,发现肘板软趾对疲劳寿命影响很大,从而找出最佳的端部节点连接形式,为工程设计提供依据。     

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。     

西非海域FPSO多点系泊系统的疲劳寿命分析

文章首先采用三维频域理论分析西非海域FPSO的水动力性能,得到船体各自由度的运动响应,慢漂载荷,附加质量和势流阻尼等;随后,利用分块法将波浪散点图离散为若干个海况,基于准动态方法对多点系泊系统进行分析,得到各海况下船体的漂移和各系泊缆的张力;最后,结合前两步的计算结果,采用T-N曲线,雨流计数和Miner线性累计损伤理论对系泊缆的疲劳寿命进行预报。研究结果表明,各系泊缆的疲劳寿命沿长度方向的分布趋势基本一致,锚链顶端和触底部分的疲劳寿命较短。此外,西非海域的涌浪对系泊缆的疲劳损伤较大,系泊设计时应予以重点关注。     

艏艉单点系泊和应急拖曳装置的布置与选型

结合实船设计,根据OCIMF《系泊设备指南》中的相关建议及规则,介绍FPSO的艏艉单点系泊和应急拖曳装置的布置以及选型要求.     

基于热点应力的FPSO焊接结构疲劳问题研究

用热点应力方法评定焊接结构的疲劳强度问题受到了人们的极大关注.热点应力法应用的关键在于给出合适的热点应力值.本文通过有限元数值计算的对比分析,指出热点应力可以通过距离热点0.5t和1.5t的参考点应力值进行线性外推而得到.文中选取FPSO某一局部结构,采用有限元数值计算,利用热点应力方法推导结构的疲劳寿命,并和全尺度疲劳试验结果进行对比,两者符合得较好.     

可解脱FPSO的系泊系统解脱过程动态模拟与优化

对中国南海新型可解脱FPSO的系泊系统开发设计而言,如何快速有效地实现解脱是其中的关键技术之一.该文首先对可解脱FPSO的解脱方式及解脱系统进行了简单介绍,然后对解脱过程进行了时域模拟及相关影响因素的敏感性分析,最后得到影响浮子解脱的关键因素,并据此进行了浮子的优化设计.本研究工作为系泊系统解脱的设计提供了分析方法与优化思路,相关结论可被类似解脱系统的设计作为参考.     

八角形FPSO关键技术与应用

介绍浮式生产储油装置（FPSO）在我国海洋石油的应用与发展。中海石油在海洋石油开发中已投入13艘FPSO，成功开发了十多个海上油田，FPSO已成为我国海洋石油开发的战略性技术。目前正进行八角形FPSO等研究，由于八角形FPSO在形状上不同于常规船型FPSO，其设计、建造和使用上也有差别；又因八角形FPSO具有多点系泊和良好水动力性能等优点，它将在小型油田或边际油田开发中发挥重要作用，因此，论述八角形FPSO的研究成果和应用前景乃具有重要意义。     

超大型FPSO软轭架转塔式单点系泊系统设计研究

海上油田的原油输出,目前大多采用铺设海底管道或油轮驳运两种方式,油轮驳运则需要设单点系泊供停靠.从可靠和经济的观点考虑,采用单点系泊系统实为一种最佳选择.文章在单点系泊装置系统及环境载荷研究的基础上,对典型FPSO软轭架转塔式单点系泊系统进行了设计研究,根据模型试验获得了SYMS系统的时域耦合图谱,对SYMS的设计和布置具有指导意义.     

南海奋进FPSO单点液压缸拆卸分析

中海石油(湛江)有限公司文昌作业公司所属的南海奋进FPSO在坞修期间,用于单点液压大钳锁定装置的液压缸需要运输到车间进行拆卸检修及更换密封垫圈。针对单点液压缸在拆卸中出现的问题,制定新的拆卸方案,改进专用工具,收到良好的效果。     

极端海况下深水单点系泊系统FPSO运动响应分析

针对500年一遇的极端海况条件,对15万吨深水单点系泊系统FPSO的运动响应和系泊线受力特性进行了研究,为FPSO后续的基本设计和详细设计提供技术分析依据.基于水动力计算软件AQWA和ORCAFLEX,分别研究了500年一遇海况波浪主控环境条件、风主控环境条件、流主控环境条件对15万吨深水单点系泊FPSO运动响应的影响.计算结果表明:压载状态下运动响应幅值普遍大于满载状态下的运动响应幅值,波浪主控环境条件对FPSO运动响应的影响要明显大于风流主控环境条件,且风浪流成夹角作用时FPSO运动响应更大.     

悬链线方程在FPSO锚系相关计算中的应用

基于悬链线方程的相关知识,对南海常见的由下部锚链和上部锚缆连接而成的FPSO锚泊系统,分别建立下部锚链和上部锚缆的数学模型并进行详细的分析.在两种已知条件下求解锚链和锚缆组成的悬链线方程,介绍了锚系姿态和张力的分析计算方法.最后对锚系悬链线方程求解方法在工程中的应用提出了建议.     

用于FPSO系泊系统的吸力锚疲劳分析研究

以某系泊系统吸力锚的设计为基础,运用ANSYS有限元软件和编制的表格对吸力锚系泊点处的疲劳进行计算分析。通过对局部结构进行调整试算,得出较为优化的加强方案。     

FPSO内转塔式单点系泊钢结构建造工艺

结合“卡普”15万t原油船改装FPSO的建造工艺,介绍了FPSO单点系泊系统中内转塔浮子穴的钢结构的建造方法及建造过程中的精度控制要点.     

船体总段对接焊缝结构疲劳寿命分析评估

船体的分段模块化建造模式正逐渐成为现代造船的主流模式.为充分发挥这一造船模式的效率和优势,分段合拢中的对接形式也从以往的"阶梯式"开始往"一刀齐"方式转变.本文根据中国船级社的船体结构疲劳强度指南,基于热点应力S-N曲线法的疲劳累积损伤理论,对某舰船的总段对接焊缝进行了疲劳强度和疲劳寿命的计算分析.结果表明,该舰船在总段合拢中采用纵骨与板同一截面的对接形式,其结构的疲劳性能与传统的纵骨与板交错布置的对接形式相当.本文结论为在区域造船总段合拢中推广纵骨与板同一截面工艺提供了参考依据.     

FPSO延寿疲劳评估和疲劳寿命改善设计

以“南海胜利”FPSO原作业区的第三次延寿项目为研究对象，对纵骨与横舱壁、横向强框的连接节点，舱内桁材大肘板趾端节点，模块支墩与主甲板连接处的肘板趾端节点，以及与内转塔装置连接处的结构节点，分别采用了简化疲劳方法、热点应力法及谱疲劳分析法，对不同部位节点进行疲劳评估，并针对疲劳高危节点，通过合理的结构形式改造，进行结构的疲劳寿命改善设计。本文旨在探索疲劳评估方法与寿命改善设计在FPSO延寿改造中的应用。     

FPSO多点系泊技术的发展趋势

鉴于多点系泊系统在温和海域的适用性以及良好的经济性,采用专利挖掘与数据分析技术,分析FPSO多点系泊技术的发展趋势、主要专利权人和技术构成,并结合专利文本信息总结得出FPSO多点系泊技术的发展路线。结果表明,FPSO多点系泊领域内的专利申请集中在系泊控制和系泊装置。该结果可为我国FPSO多点系泊领域的技术发展提供建议。     

FPSO转塔领域技术综述

海洋强国战略驱动下,深海油田的勘探与开发需要FPSO具备更强的系泊能力,其中转塔式单点系泊系统能够更好地保证作业安全。通过专利分析的方法,聚焦技术角度,梳理归纳了全球FPSO转塔领域的技术发展脉络。研究发现,目前转塔领域技术发展具有较强的阶段性。内转塔技术关注点主要为：转塔与锚泊、转塔与立管、转塔与浮筒、转塔与船体;外转塔的技术关注点主要为：外转塔的结构、安全性监测与防护。企业今后在内转塔方面应重点关注转塔结构和立管、锚链、浮筒、轴承之间的相关交叉技术,外转塔方面应更多关注高效作业的外转塔结构及其安全性。