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基于动态耦合的FPSO串靠外输所需拖力快速预报 总被引：1，自引：0，他引：1
以极浅水作业水深的FPSO串靠外输作业为背景,研究穿梭油轮尾部定位拖轮所需拖力大小,提出了基于动态耦合效应的拖轮拖力直接计算方法。基于三维势流理论,考虑浮式生产储油平台(FPSO)与穿梭油轮之间相互水动力干扰,进行动态耦合计算,根据力学平衡原理求得所需的拖轮拖力并分析其影响因素。结果表明:动态耦合模型算出的所需拖力值较之准动态模型更安全、经济;当FPSO与穿梭油轮距离为80 m时,既能保证外输安全性又能保证经济性;增大两船间距、增加穿梭油轮吃水、两船间采用双缆系泊,均能有效降低所需的拖轮拖力。研究结果可为FPSO串靠外输作业操作提供指导,具有一定的工程实用性。 相似文献
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针对100 m作业水深的八角形FPSO,提出采用穿梭油轮串靠的外输方案,研究串靠外输在南海的适用性。建立由八角形FPSO及其系泊系统、穿梭油轮及FPSO与穿梭油轮之间的系泊大缆等组成的浮式多体动力学模型,根据多浮体动力学理论进行耦合时域模拟。在外输海况条件下,分析了串靠连接的环境适应性及研究大缆载荷的响应特性,对连接大缆的长度、刚度等关键参数进行了敏感性分析。研究表明,串靠外输的形式对于八角FPSO具有足够的安全性和可靠性,系泊大缆受到明显的冲击张力,张力的幅值受大缆的长度和刚度影响较大。 相似文献
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针对1 000 m水深作业的新型圆筒型浮式生产储卸油系统（FPSO），选择多点系泊FPSO和穿梭油轮串靠外输方案，分析串靠方案在中国南海的可行性。FPSO和穿梭油轮作业时两者之间相互影响的研究较为重要，通过ANSYS-AQWA建立水动力耦合分析模型，基于多浮体水动力学方法进行时域耦合仿真模拟。在FPSO作业海况下，分析了串靠外输时系泊锚链及系泊大缆的张力特性和两浮体的运动响应，对大缆的长度和刚度参数变化进行了分析。结果表明：串靠外输方案满足新型圆筒型FPSO的作业环境。随着系泊大缆长度增加，其张力最值逐渐减小，FPSO和穿梭油轮的最小间距逐渐增大。两浮体最小距离稳定在83 m左右。随着系泊大缆刚度增加，其张力最值增大，相比于大缆长度，大缆刚度对耦合系统的影响较弱。 相似文献
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目前,由于串靠外输方式具有对船舶吨位差异及装载状况要求小、海况适应力强、系泊力小、解脱迅速等优点,而被广泛运用于浮式生产储卸油平台(FPSO)外输作业中。串靠提油作业时,位于穿梭油轮尾部的拖轮能够提供的最大有效拖力直接影响到了作业的安全性。为完善串靠提油作业时所需拖轮拖力的研究,提出更加合理的拖轮选型理论依据,就需要对拖力进行数值计算。首先,对FPSO与穿梭油轮串靠外输系统绕系泊单点旋转时所受风、浪、流等环境载荷进行全面考虑,建立了准动态受力平衡模型;然后,运用经验公式及AQWA软件计算出环境载荷大小,并依据计算结果拟合出环境载荷曲线;最后,配合受力平衡方程求解出能够保障作业安全进行所需的最小拖力。依照此方法计算所得拖力选取的拖轮能够兼顾作业安全性和使用经济性。 相似文献
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《海洋技术学报》2014,(2)
浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)在外输作业中存在和穿梭油轮发生碰撞的风险,目前国内外的研究多集中在船体的结构强度和动力响应方面,文中则对FDPSO在外输作业中的碰撞概率做了定量研究。以南海一艘FDPSO为例,利用MOSES软件对其进行了3 h相对运动的时域模拟,得到FDPSO和穿梭油轮在漂移状态下过分纵荡运动的统计结果。两船之间的过分纵荡运动是导致FDPSO与穿梭油轮发生碰撞的主要原因。分析表明,FDPSO与穿梭油轮的纵荡最小值服从极值Ⅰ型分布。因此运用极值理论进行计算,得到FDPSO和穿梭油轮发生碰撞的概率。此外,进行了不同风浪组合情形下的模拟,研究了不同风浪流角度对过分纵荡运动发生概率的影响。研究表明,风浪流的角度对于漂移碰撞概率具有重要影响,碰撞概率随风浪流角度的增大而减小。 相似文献
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由于腐蚀、海生物附着等因素导致老龄化海洋平台在与船舶碰撞的事故作用下,桩腿变形加大,降低了承载性能。为减少碰撞对桩腿的损伤,提高其耐撞性能,提出了利用吸收能力较强的高弹模CFRP材料加固平台桩腿的方法。以某自升式海洋平台桩腿为例,利用有限元法建立简化的碰撞模型,通过在局部损伤部位粘贴高弹模CFRP材料来提高桩腿的耐撞性能,验证高弹模CFRP加固方法,提高其耐撞性能的有效性。研究表明,相同的碰撞条件下,加固前碰撞力使桩腿产生了接近屈服强度的应力;粘贴2层CFRP布后,桩腿吸能下降56.3%,极值应力下降了14.7%;粘贴CFRP板后,桩腿吸能下降70.68%,桩腿的极值应力下降57.36%。 相似文献
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FPSO水动力研究与进展 总被引：2，自引：2，他引：2
浮式生产储油轮(FPSO)是当今海洋石油天然气开发的主流工程设施。就目前国际上最为关注的FPSO水动力问题,包括深水FPSO与系泊、立管系统的耦合水动力预报、甲板上浪、FPSO与穿梭油轮组成的多浮体系统水动力、横摇运动与减摇措施、单点系泊FPSO的运动稳定性等进行了阐述,介绍了我国在浅水FPSO水动力问题上的研究进展,提出加强相关研究的建议。 相似文献
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鹰式波浪能装置发电效率较高但抗浪性能较差,在实海况运行时出现门型限位梁被撞坏的情况。为防止装置被进一步破坏,本文研究了限位梁被撞坏的损伤机理,并改进了装置的限位方案。利用非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对鹰头吸波体背部的5个防撞块与限位梁的旋转碰撞过程进行了仿真分析,吸波体、限位梁及橡胶防撞块分别采用刚体、弹塑性材料和橡胶材料进行模拟,并考虑了吸波体及限位梁运动惯性的影响,获得了能量分布曲线、结构应力分布及变形图等结果,仿真结果与限位梁实际损坏情况较吻合。分析可知,利用碰撞对吸波体进行限位容易使限位梁发生屈服失效,并提出了改进方案,即通过增设蓄能器将吸波体多余的动能有效吸收,从而保护装置不被破坏。 相似文献
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针对船舶与中空夹层钢管混凝土（CFDST）导管架平台碰撞问题，利用ABAQUS/Explicit非线性有限元软件建立中空夹层钢管混凝土导管腿导管架数值模型，对船舶碰撞进行数值模拟，对比分析1 m/s、2 m/s和3 m/s的3种碰撞速度下工况下导管架抗碰撞性能、耗能及损伤。从碰撞力、碰撞区域变形以及导管架能量耗散等方面详细研究中空夹层钢管混凝土导管腿作用下导管架整体的损伤模式和动力响应。结果表明：CFDST导管架在船舶碰撞荷载作用下主要由CFDST导管腿耗能，有效控制了结构整体位移变形，提升了整体刚度，有效发挥平台各构件之间组合耗能，结构抗碰撞能力得到明显提升。 相似文献
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当FPSO服役于目标油田时,将受到风浪流的作用力。其中,风力给FPSO一个恒定的静力,使其偏离原来的位置。风力计算在FPSO系泊系统的分析过程中是非常重要的。设计人员常常参考OCIMF进行风力计算,或者参考API规范得出。OCIMF为针对油轮的计算规范,但使用OCIMF计算FPSO风力及流力的方法,与FPSO的适应性仍需要进一步论证。API规范针对海上浮式系统,其计算风流力的方法使用也非常广泛,其原理为将FPSO上部各个模块风力叠加得出。以FPSO风载荷为研究对象,开展了风洞模型试验,获得了典型FPSO风载荷特性曲线,并将试验结果分别与OCIMF结果和API规范计算结果进行对比分析,最终给出FPSO风力计算方法的建议。本数据可用于FPSO的风力计算,也可为FPSO运动、系泊的设计研究提供参考。 相似文献
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海洋平台通常在近岸系泊状态下作业,附近常有穿梭油轮和供应船的航行或停靠,因此系泊状态下的平台被碰撞的机会较多。平台一旦遭受碰撞,其结构将受到严重的破坏,因此对该状态平台动力特性的研究具有重要意义。本文结合碰撞的外部动力学和多体动力学理论,对软钢臂单点系泊条件下的海洋平台进行碰撞分析,对平台碰撞特性和系泊装置的运动响应进行了研究,分析了系泊平台的运行轨迹及能量耗散情况,为平台在系泊状态下的安全性提供依据。从分析结果可以看出:相比于无系泊状态的碰撞,系泊平台遭受侧向撞击时,平台的纵荡位移可降低30%～40%,但由于系泊系统的存在,横荡速度和位移显著增加,但整体偏转幅度降低(即艏尾位移减小);垂荡位移大幅度增加,速度波动较大,振动明显;横摇和艏摇的角速度和角度幅值降低,沿近似正弦曲线变化。 相似文献
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以陵水17-2气田群开发为例,介绍具有储油和外输功能的半潜式平台在结构设计分析中的基本流程与方法。半潜式生产平台的结构设计分析流程为舱室划分、结构尺度规划设计、总体结构分析和关键连接部位的局部结构分析及特殊情况的结构分析。由于平台的储油和外输功能,平台设计压头和舱室布置等均与常规半潜式生产平台存在一定的特殊性。通过对流程和方法介绍,展现了各阶段设计中的具体方法和相应的特殊性。结果显示,通过特殊的舱室划分形式、结构设计和腐蚀余量考虑,平台结构能够满足储油和外输功能的要求。 相似文献
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海上油田油轮外输系统优化分析 总被引：2，自引：0，他引：2
对海上油田油轮外输系统进行了分析 ,建立了系统优化的数学模型。选用模矢搜索法、单纯形算法和模拟退火算法三种优化方法进行了计算 ,得出在对某些非线性问题进行优化时 ,利用模拟退火算法和直接最优化方法 (如单纯形法 )相结合 ,既能保证得到全局最优解 ,又能减少计算时间。通过实例计算 ,得出油轮外输系统适用于离岸距离较远、产量较小的油田 ,其外输费用随离岸距离的增加变化非常小 ,但随油田产量的增加而增加较大 相似文献
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评估结构耐撞性能最可靠的方法是实尺度碰撞试验,然而对于大尺度结构物的碰撞试验,因其耗资巨大而不易开展,适当开展比例模型试验可以为简化解析算法及数值仿真计算提供验证依据,也可在一定程度上评估结构的耐撞性能。但是在进行碰撞模型试验时,材料应变率的敏感性会使得缩尺模型的动态响应与实尺度结构结果出现偏差,模型试验得到的数据与实际结构的动响应不完全遵循相似关系,这就限制了相似理论在大型结构物冲击问题上的应用。本文给出了一种通过改变冲击质量来修正应变率效应的方法,不同于传统量纲分析法中选取时间、质量和长度为基本量纲,而是以冲击质量、初始冲击速度和动态应力代替,得到计及应变率效应的质量相似关系。以此为基础,将该修正方法应用于船舶-自升式海洋平台的碰撞分析中。研究结果表明,该修正方法可以有效降低由于应变率效应而造成的缩尺误差,修正后的缩尺模型在碰撞冲击载荷下的位移、碰撞力和撞击时间等动态响应参数与实尺度模型结果的一致性更好。本文研究成果可以为大型结构物冲击模型试验设计提供技术支撑。 相似文献
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从南海某油田开发方案研究出发,根据目标油田的油藏规模和储量,兼顾周边油田的区域开发需求,确定油田开发思路和钻完井机具、方式的选择方法。详细阐述油田生产处理、油气水输送、原油储存和外输的主工艺流程设计思想,系统论述油田开发主要工程设施的研究思路和方法。在经过初步工程方案筛选后,针对油田独立开发的关键设施———浮式储油生产装置(FPSO)或浮式储油装置(FSO),以改造升级旧 FPSO、旧油轮改造成 FSO 及新建 FPSO 等三个可行的开发方案为基础,确定相应的主工艺流程,从各方案技术优缺点、工期编排及工程投资估算等方面综合考虑,进行油田开发工程方案的最终选择。在此基础上,总结了南中国海油田独立开发方案的研究思路和方法,该方法对于远离陆地的油田开发方案研究具有借鉴意义。 相似文献