浮式生产储油轮诱导软刚臂系泊系统的动力响应

建立软刚臂系泊系统的理论模型和动力方程,模拟实际几何与物理特性及作用机制.开发误差判断结合变步长迭代搜索的数值逼近求解方法和软件,计算分析软刚臂系泊系统在浮式生产储油轮(FPSO)空间6自由度运动诱导下的动力响应特性,并进行模型试验验证.结果表明,该模型的数值计算与试验结果符合很好,而且迭代计算次数少、收敛快、误差小,可用于海上软刚臂系泊FP-SO系统动力性能的实时监测或理论预报.建议进一步研制实时监测装置,实现安全监控与防护.     

基于轴承故障诊断的软刚臂模型实验设计研究

针对软刚臂上铰点推力滚子轴承的故障信号易被其他信号干扰的问题,提出了最小熵解卷积(MED)理论,并以明珠号FPSO系泊腿推力滚子轴承为研究对象,设计了大比尺模型实验,模型实验包括单点平台、软刚臂、系泊支架3个部分.试验中,六自由度平台代替浮体做艏摇运动,通过完好的推力滚子轴承与故障的推力滚子轴承加速度信号做比较,对轴承...     

基于LSTM的软刚臂单点系泊力预测方法研究

软刚臂单点系泊系统是一种在浅水中对浮式生产储卸油装置FPSO进行定位的重要装备。针对软刚臂单点受力的实时预测问题,提出了一种利用深度学习算法(长短期记忆神经网络模型LSTM)搭建适合软刚臂单点的人工神经网络模型,利用OrcaFlex耦合计算软件提供数值样本,通过Tensor Flow和Keras深度学习框架,形成软刚臂单点系泊力深度学习模型,用于实现系泊力的实时预测。通过深度学习预测值与数值计算值的实例对比,验证了模型的准确性。     

渤海FPSO非常规应急解脱方案选择

渤海运营FPSO共计7条,其单点均采用软钢臂系泊系统与FPSO连接。重点阐述了软刚臂系泊系统在解脱方案制定时应遵循的原则,并对非常规解脱提供了几种方案模型和适应性分析,供特殊情况下的FPSO非常规解脱方案制定时选择和参考。     

在役水上软钢臂式系泊系统风险评价简述

近年来软刚臂式单点系泊系统事故屡有发生,因此,有必要对渤海软刚臂式系泊系统关键风险点进行识别,并对风险点进行相应管控.该文对我国渤海海域软钢臂式系泊系统进行了风险辨识与评价,并对其中若干关键风险点进行了相应的解析,为制定相应的RBI检验策略提供依据.     

FPSO系泊系统设计初步研究

对30万吨FPSO深水系泊系统的设计进行了研究,其中系泊缆为超高分子量聚乙烯纤维绳缆。首先,建立30万吨FPSO模型,分析其水动力性能;然后,选择3×3分组系泊系统,在以上水动力分析的基础上,对系泊系统进行了静力和动力分析,给出了系泊绳缆承受的最大张力;最后,由规范确定绳缆的破断张力。     

水上软刚臂系泊系统YOKE失效分析

以渤海油田水上软刚臂系泊系统YOKE失效案例分析为基础,阐述了YOKE失效分析的基本方法。通过YOKE失效原因分析,对今后复杂环境工况下如何提高系泊系统设计可靠性有所启发。     

FPSO系泊系统失效原因探讨

随着海上油田规模的不断扩大和新油田的勘探开发,未来我国服役的FPSO数量会进一步增加。系泊系统的完整性关系到FPSO作业安全,通过对FPSO系泊系统故障进行统计,分析其失效原因,为FPSO系泊系统完整性管理提供参考。     

基于模拟退火算法的FPSO系泊系统数值计算与仿真

浮式生产储油卸油装置(FPSO)系泊系统的优劣对于其工作安全具有重要意义。该文基于模拟退火算法对近浅海的FPSO系泊系统设计进行优化,以平台游动范围、吃水深度和钢桶倾角三者最小为优化目标,运用微元思想对其系泊系统的钢管和锚链在特定环境、系泊参数及平台稳性约束条件下进行静态分析。利用模拟退火算法的可达全局最优的特点,建立平衡方程,计算并仿真了5种不同型号锚链在指定经济作业下的不同最优目标条件的工作状态。计算结果表明,该方法适用于对FPSO在不同环境下安装的系泊系统运行状态进行分析,对其设计和选择具有指导作用,且能提高优化效率和准确性。     

基于实测的软刚臂横摆疲劳分析

针对浮式生产储存卸货装置中软刚臂系泊系统所产生的横摆问题,运用相位分析方法分析软刚臂横摆与船体横摇的共振现象,研究了软刚臂横摆的疲劳分析方法;以软刚臂上铰点为例,运用雨流计数方法统计上铰点1a的循环次数,并推算出其15a的循环次数,利用有限元方法计算15a的循环次数下的疲劳损伤.结果表明,上铰点的整体损伤达到了0.57.在软刚臂的设计年限内,上铰点存在疲劳失效的隐患风险,亟需寻找切实可行的方法以降低共振所带来的影响.     

海洋资料浮标锚泊系统的系泊力计算

为了准确预报海洋资料浮标的受力及运动情况,建立了浮标锚泊系统的运动方程,提出了在海洋环境中作用在浮标及锚系上的各种外载荷的计算方法,得到了浮标的运动方程以及锚系的受力表达式。在计算锚泊系统的外载荷时,考虑了作用在锚系上的海流载荷以及由波浪载荷引起的波频运动对锚系的影响。通过算例在时域内对浮标锚泊系统的运动和张力进行了数值模拟计算,结果表明,该方法满足海洋工程中对浮标系统运动和受力分析的精度要求。     

非线弹性系泊缆系泊性能

针对材料特性为非线性的纤维缆,使用有限元法建立了非线弹性缆索方程的数值模型.在不同水深情况下,针对不同材料的4点系泊系统,通过分析比较浮体最大允许位移内各系泊系统的位移-回复力关系,以及缆索上端点水平张力占总张力的比重,得到使用轻质纤维缆的张紧系泊系统在深水环境下较其他形式的系泊系统具有优势.对材料特性为非线弹性的聚酯纤维缆计算缆上端点的张力,材料特性使用线性的应力应变关系拟合非线性特性,其结果与采用非弹线性模型的相应结果进行对比,发现线性化的拟合计算不能真实反映缆索内的实际张力情况,说明了使用非线弹性模型的必要性.以一Spar的系泊系统为例,分析了3种轻质纤维缆的动力特性差异,发现使用聚酯纤维能得到更好的系泊性能.     

船舶锚泊操纵运动预报与分析

结合船舶操纵模拟器的开发,建立了船舶锚泊操纵运动数学模型,以预报分析船舶在锚泊操纵全过程中各种动态运动响应.提出了一种较为合理的锚抓底力的数学计算模型,并计入抓底走锚等影响,给出了具体的数值计算方法.整个模型包括：水面船舶采用MMG模型来进行建模,并计入低速时水动力的影响;水下锚链因其运动是一种三维动态运动,采用针对海洋缆索系统的集中质量法来描述其运动;锚自身因其尺度很小,在确定其抓力的基础上将其视为锚链的一个节点,溶入到锚链的运动控制方程中去.最后,应用该模型对一水面船舶进行了锚泊操纵运动计算,并对比分析了不同情况下的锚泊操纵性能,给出了一些规律性的定性结论.     

系泊浮体受碰撞时系泊链的冲击力计算

依据能量守恒和功能互换原理,研究系泊浮体受碰撞时的运动速度和系泊链的冲击力的计算方法,算例表明：系泊浮体受到碰撞而产生冲击力,可导致断链或走锚事故,在设计中应予考虑。     

超期服务浮式平台锚链疲劳寿命安全评估

基于线性累积损伤Miner理论,根据波频和低频波浪力引起的锚链张力统计幅值及锚链损伤后的破断张力,对某超期服务的半潜浮式平台锚链系统的疲劳寿命进行安全评估.研究结果表明：二阶慢漂是引起浮式平台锚链系统疲劳累积损伤的主要因素;锚链损伤后的破断张力对锚链疲劳安全寿命影响较大.文中提出的锚链疲劳寿命的评估方法同样适用于其他超期服务浮式平台锚链的疲劳安全评估.     

波浪浮标系留系统

为减少波浪浮标系留系统对浮标在波浪中的运动响应的影响,保证系统对波浪参数,特别是其中的波浪方向参数测量的准确度,在新研制的SBF3-1型波浪浮标遥测系统中,首次采用了带有弹性部件的弹性系留系统,该弹性部件由专门研制的橡胶缆绳和相应的螺旋状护缆组成。经过半年多的海上试验证明,使用该系统后所测量出的波浪数据更接近真实值。