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。     

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。     

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。     

内转塔式FPSO截断技术及其总体响应

对一作业水深914 m的内转塔式FPSO平台系泊及立管系统进行等效水深截断设计,以解决海洋工程模型试验水池尺度有限的问题.调整系泊线及立管的长度、轴向刚度和单位长度质量,保证其悬链线形状以及静态特性与原系统一致.截断因子较大时,只对系泊线中间部分等效截断,截断因子较小时,海底部分也要适当截断,并分别推导出相应计算公式.最后对整个FPSO系统进行时域耦合分析,比较发现截断后系泊系统静态特性、平台总体响应和系泊线受力都与全水深情况和已有模型试验结果吻合良好.表明截断方法是合理可行的,能保证截断前后平台性能一致.     

深水非线性弹簧截断张紧式系泊系统动力特性

通过分析张紧式系泊系统的力学特性,提出用弹簧系统代替被截断系泊线并准确模拟其刚度特性的方法.截断水深以上系泊线刚度保持不变,讨论弹簧长度、位置及非线性系数的确定方法,保证截断前后系统的静力特性相似.提出改变截断后系泊线直径和单位长度质量的计算方法,准确模拟系泊线的动力特性.将一作业水深3 048m的FPSO内转塔式系泊系统分别等效截断到1 000m和500m,通过静态分析和时域动态分析可知:截断前后系泊线的预张力、顶部张角、静力特性曲线、平台总体响应和系泊线受力都符合良好,证明了所提截断方案的合理性和正确性.     

锚泊浮式结构波浪上运动的频域算法

介绍一种计算系泊浮式海洋结构在波浪上运动响应的方法,与一般现有的系泊结构动力计算方法不同,它是应用频域法考虑了系泊系统与结构运动间的动力耦合,特别是应用二阶摄动方程,解出系泊浮式结构系统的二阶慢荡运动。该方法能正确地确定慢漂运动、低频锚链力等在工程设计中感兴趣的数据,适用于油轮、半潜平台、转塔式FPSO以及张力腿平台等各种型式的浮式结构和系泊方式。程序的计算结果经过了大量的与相应模型试验结果的校核。表明所给出的结果可靠。     

软刚臂系泊系统水平系泊力原型测量方法

以渤海某在役的浮式储油卸油装置(FPSO)软刚臂为研究对象,对其系泊力的测量方法从应变、位移和运动姿态3个方面进行了讨论,并对测量的精度及准确性进行了分析.结果表明,3种方法在测量精度上大体相同,而长期稳定性和成本上倾角仪(运动姿态)方法要好于其他两者.系泊力原型测量方法的应用,不但可以使作业者有效保障现役FPSO的系泊安全,而且其测力结果亦可作为软刚臂系泊性能评估的重要参考.     

南海某FPSO内转塔型单点电缆在线更换

南海某油田群由一艘FPSO及多个井口平台组成,该FPSO通过内转塔单点系泊系统固定于作业区域。油田群主发电机位于FPSO,10.5kV电力经单点电滑环、两条动态电缆及海底电缆输送到井口平台。动态电缆铺设完成后绝缘过低,不满足安全使用的要求,必须进行更换。油田技术人员优化单点厂家方案,提出了在线更换的方案,并成功实施,避免了因停产而造成的产量损失。     

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.     

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。     

浮式生产储油装置（FPSO）运动姿态在线监测与预警技术

在现代海洋油田开发进程中,浮式生产储油装置（FPSO）应用越来越广泛。国家对海洋环境保护标准越来越高,对FPSO的安全监控要求也在不断提高。文昌13-1/2油田针对＂南海奋进＂FPSO的特点,利用GPS差分定位技术以及国际海事卫星宽带通信技术等高科技手段,成功构建了一套FPSO运动姿态在线监测与预警系统,实现FPSO运动姿态全天候（包括台风撤离无人值守状态）在线监测与预警功能,不间断储存FPSO运动姿态数据,在提高FPSO装置安全性能同时,降低了FPSO位置漂移而导致海底原油管线泄露的风险,也为后续的FPS...     

石化生产过程仿真建模方法的研究

FPSO(Floating Production,Storage and off-load-ing system;浮式油轮生产储油卸油系统)是为海上油田生产服务的大型生产装置,已经成为当今世界海上油气开发生产设施的主流方式之一.FPSO系统的仿真实现,可以模拟不同工况和危险工况,对满足现场操作人员的培训,避免事故发生等各     

浅水浮式生产储油系统二阶波浪慢漂力数值计算

应用三维线性势流理论和Ir.J.A.Pinkster的近场分析方法,对32万t级超大型浮式生产储油系统（FPSO）的二阶波浪力进行了数值仿真分析,研究了浅水情况下不同水深对FPSO二阶波浪力的影响,并与实验规律进行了比较,对浅水油田中FPSO的设计应用有一定的实用意义.     

WiMAX通信技术在海洋油田应用分析

海洋油田FPSO与井口平台之间，或者井口平台之间的可视距离通信目前已采用光缆通信方式。在无法铺设光缆时，一般采用点对点微波无线网桥通信技术。但是，在单点系泊式FPSO与井口平台之间采用微波无线网桥通信技术时，存在着FPSO艏向及住王随机变动、艏部火炬塔遮挡无线信号等问题，直接导致通信链路意外中断，无法保障FPSO-与井口平台之间的通信。这时，需要更先进的微波移动宽带通信技术-WIMAX通信系统，WiMAX是新兴的无线移动宽带通信技术，具备极强的信号穿透能力以及移动通信能力。作为中海油油田首例应用，文昌13-1/2油田的WiMAX通信秉统很好地解决TFPSO与井口平台之间的遮挡及移动通信技术难题。     

海上“蜜蜂式”开发边际油田原油外输方案现状分析及优化思路

"蜜蜂式"开发模式是海上边际油田开发的一种重要模式,通过移动式采油设施进行海上小油田的开发,移动式采油设施可以在多个油田重复利用,从而有效降低油田开发投资。原油外输是海上油田开发的一个重要环节,首先介绍海上边际油田"蜜蜂式"开发模式及其原油外输方案现状,然后根据国内外常用的系泊及外输技术——多点系泊、单点系泊、动力定位等,探讨"蜜蜂式"开发模式原油外输方案优化思路,利用动力定位穿梭油轮进行移动式采油平台的原油外输,不需要固定的系泊设施,最能体现"蜜蜂式"的移动性。     

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...     

流花油田伴生气脱硫回收利用研究

介绍了伴生气脱硫的方法,遴选出适合流花油田南海"胜利号"生产储油轮(FPSO)伴生气系统脱硫的方案。通过分析对比,推荐使用超重力脱硫方案。超重力脱硫的优点是增强了传质过程,整个设备占地面积小,相对于塔式设备高度较低,非常适合在海上平台、FPSO和船舶上使用。作为首个在海上应用的伴气气脱硫装置,该研究为今后海洋石油平台类似伴生气脱硫积累了经验,具有一定的参考价值。     

深水半潜平台张紧式系泊系统耦合动力响应研究

采用时域耦合动力分析方法,并考虑系泊缆的非线性动态特性和平台与系泊缆之间的相互作用,分析张紧式系泊系统的系泊缆流体动力系数、系泊缆张力倾角、系泊缆布置角度、系泊缆数目等对平台系泊性能的影响.结果表明,不同的系泊参数对系泊系统性能均有不同程度的影响,合理选取系泊参数能有效控制系统的运动响应和系泊缆动力效应.     

Truss spar平台多点系泊力学分析

将truss spar平台主体和系泊系统看作耦合系统,采用ANSYS/AQWA在时域对truss spar及其系泊系统进行耦合动力响应分析,在8点和12点系泊情况下获得4种不同工况下平台主体的垂荡和纵荡响应和系泊缆的张力响应。结果表明:当系泊系统处于破损状态时,平台的纵荡要远大于系泊系统处于完整状态时的水平位移;极限工况下,平台的运动和张力响应要比作业工况下的响应更大;相对于8点系泊系统,12点系泊系统的运动和张力响应更小。     

基于受力分析的系泊系统优化模型

为设计不同环境下的系泊系统,该文对2016年全国大学生数学建模竞赛A题中给出的系泊系统进行研究。对给定的系泊系统,建立姿态模型,得到了不同环境下系泊系统的姿态。当给定的系泊系统不满足工作要求时,建立重物球质量的单目标优化模型,确定了合适的重物球质量,从而调整系泊系统使之满足工作要求。在系泊系统的锚链型号、长度、重物球质量均不确定时,建立多目标优化模型,设计出了在给定环境下满足工作要求的最优设计方案。