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圆筒型FPSO阻尼板结构强度计算方法研究

2021-11-05周书敏

船舶 2021年5期

周书敏 杨 玥 王 璞

(中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011)

0 引 言

浮式生产储油装置(Floating Production ,Storage and Offloading, FPSO),作为一种兼有原油处理、储存和卸油功能的浮式油气生产设施,广泛应用于深海油田的生产开发中。目前工程中应用较为广泛的有船型FPSO与圆筒型FPSO。相比于船型FPSO,圆筒型FPSO具有以下优势:浮体各向同性,无风标效应,可节省单点系统布置空间与设备费用;甲板面积较大且浮体总纵变形较小,利于上部模块布置与结构设计等。

前期研究表明:圆筒型FPSO运动性能优于船型FPSO,但由于圆筒型FPSO的水线面面积较大,在波浪中垂荡性能较差,影响生产作业的效率与安全性。目前主要采用设置阻尼板的方法来改善其运动性能。阻尼板通常为与柱型筒体相连的悬臂梁式箱型结构。阻尼板的设置可增加整体排水体积,底部新增的压载水舱可有效降低整体垂向重心分布,提高整体稳性;增加整体的附连水质量与黏性阻尼,有效降低垂荡及横摇运动。阻尼板作为悬伸结构,在减小垂荡运动的同时也承受较大的波浪载荷,因此阻尼板及其与筒体连接处的结构设计与强度校核是圆筒型FPSO结构设计的关键。

图1 圆筒型FPSO示意图

1 概 述

对于阻尼板结构设计而言,通过构件规范计算确定其初步结构尺寸后,还需根据阻尼板在实际环境中可能遭遇的最大外界载荷进行强度校核。本文以某型圆筒型FPSO的阻尼板结构为目标,从目标设计载荷的选取,黏性阻尼的加载以及子模型法的应用,对阻尼板结构的强度计算方法进行探讨。……

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