南海FPSO 单点系泊系统设计验证
2021-01-19赵晶瑞李清平王世圣
舰船科学技术 2020年12期
赵晶瑞,李清平,王世圣
(1. 中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;2. 国家能源深水油气工程技术研发中心,北京 100028)
0 引 言
FPSO 是一种可对海上油田进行全海式开发的工程装备,其主要优势在于集油气生产处理、原油储存、外输功能于一体,并具有良好的水深适应性。到目前为止全球大约有200 多艘FPSO 服役,均取得了良好的应用效果。
由于FPSO 具有很大的水线面面积,导致其船体运动对环境载荷的影响十分敏感且容易产生很大的波频与低频运动。此外,尽管一些FPSO 采用单点系统实施定位因而具有风向标效应,但交叉的风、浪、流环境条件可能会导致船体受载面积的增加,导致更加极端的船体偏移与系泊载荷,因此从设计角度,系泊方案的制定必须根据FPSO 船型,海区特定的环境条件特点,从而涵盖最不利环境载荷组合以及装载工况。
本文展示了1 艘应用于中国南海的FPSO 单点系泊系统的设计与验证过程,介绍系泊系统的设计衡准,给出主要的强度与疲劳分析结果。计算表明,单点系泊系统在完整工况与单缆破损工况能够承受目标油田百年一遇环境条件,预期疲劳寿命满足设计要求。此外当波浪周期略低于设计海况的谱峰周期时,将激发起更大的船体低频运动进而导致最大的系泊张力。对于单点系泊系统而言,其最不利工况通常并非环境载荷沿同方向入射时,而是呈一定夹角入射时,此时由于船体受载面积的增加,将产生更大的船体偏移与系泊张力。……
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