本文關(guān)鍵詞：FPSO外輸系統(tǒng)多浮體動態(tài)特性研究

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【摘要】：串靠外輸是FPSO在進行海上卸油時比較主流的外輸方式,海上環(huán)境條件惡劣,當FPSO與穿梭油輪進行串靠外輸時,兩船體間水動力相互影響作用明顯,相對運動復雜。在一定的海況條件下,FPSO與油輪發(fā)生碰撞的風險較高,穩(wěn)定輸送的難度較大。為了保證外輸系統(tǒng)能正常作業(yè),避免碰撞事故的發(fā)生,可以在油輪尾部串接一個拖輪進行輔助定位。本文借助于挪威船級社的SESAM軟件,對FPSO單浮體及其外輸多浮體系統(tǒng)的水動力性能,運動響應,系泊受力及大纜張力進行了計算分析。基于勢流理論,本文利用SESAM/HydroD模塊對FPSO單浮體及外輸多浮體系統(tǒng)在不同工況下的水動力進行計算,得到了各浮體附加質(zhì)量系數(shù)、勢流阻尼、運動響應、一階波浪力及二階波浪力的傳遞函數(shù)。利用懸鏈線方程對FPSO的系泊系統(tǒng)進行設計,計算FPSO在工作海況和極限海況下的動態(tài)響應及系泊纜的受力情況。分析了預張力和系泊剛度對浮體的運動及系泊系統(tǒng)受力的影響。研究表明,增大系泊剛度有利于抑制浮體的運動,在風暴情況下,適當?shù)臏p小預張力有利于保證系泊系統(tǒng)的安全。FPSO外輸系統(tǒng)的主要失效形式為過分縱蕩、魚尾運動及連接大纜的斷裂。本文利用SESAM/DeepC模塊計算了外輸系統(tǒng)在不同裝載工況下,FPSO與油輪的相對縱蕩運動及艏向夾角和大纜張力情況。就影響外輸系統(tǒng)的一些關(guān)鍵參數(shù),如兩船間距、大纜剛度、波浪譜峰周期、風向及系泊浪斷裂進行計算和對比分析。FPSO-油輪雙浮體系統(tǒng)在串靠一個拖輪的情況下外輸風險顯著降低,對外輸系統(tǒng)進行優(yōu)化設計,得到外輸系統(tǒng)的最佳布置。計算結(jié)果對于外輸系統(tǒng)的設計有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：FPSO 串靠外輸 水動力計算 多浮體系統(tǒng) 時域分析
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 論文的背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文的研究內(nèi)容13-15
• 第二章 FPSO外輸系統(tǒng)設計15-20
• 2.1 外輸方式概述15-16
• 2.1.1 引言15
• 2.1.2 外輸作業(yè)操作15
• 2.1.3 外輸系統(tǒng)設計15-16
• 2.2 獨立卸載終端外輸16-17
• 2.3 旁靠外輸17-18
• 2.4 串靠外輸18-19
• 2.5 外輸方式的選擇19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第三章 外輸系統(tǒng)受力分析及運動方程20-30
• 3.1 外輸系統(tǒng)受力分析20-28
• 3.1.1 波浪荷載20-26
• 3.1.2 風荷載26-27
• 3.1.3 海流荷載27-28
• 3.1.4 系泊力28
• 3.2 多浮體系統(tǒng)運動方程28
• 3.3 本章小結(jié)28-30
• 第四章 FPSO動態(tài)特性分析30-56
• 4.1 FPSO計算模型的建立30-32
• 4.1.1 坐標系定義30
• 4.1.2 FPSO主要技術(shù)參數(shù)30-31
• 4.1.3 FPSO模型的建立31-32
• 4.2 FPSO頻域分析32-38
• 4.2.1 附加質(zhì)量系數(shù)32-34
• 4.2.2 阻尼矩陣34-35
• 4.2.3 運動響應傳遞函數(shù)35-36
• 4.2.4 一階波浪力傳遞函數(shù)36-37
• 4.2.5 二階平均漂移力傳遞函數(shù)37-38
• 4.3 FPSO運動響應分析38-52
• 4.3.1 FPSO系泊系統(tǒng)設計38-40
• 4.3.2 FPSO時域響應分析40-52
• 4.4 關(guān)鍵參數(shù)對系泊系統(tǒng)動態(tài)特性的影響研究52-55
• 4.4.1 預張力對系統(tǒng)動態(tài)響應的影響研究52-53
• 4.4.2 系泊剛度對系統(tǒng)動態(tài)響應的研究53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 FPSO外輸多浮體系統(tǒng)運動響應及風險分析56-87
• 5.1 外輸風險分析56-58
• 5.1.1 魚尾運動56-58
• 5.1.2 縱蕩運動58
• 5.2 FPSO-穿梭油輪頻域分析58-64
• 5.2.1 運動響應傳遞函數(shù)59-61
• 5.2.2 一階波浪力傳遞函數(shù)61-62
• 5.2.3 二階平均漂移力傳遞函數(shù)62-64
• 5.3 FPSO-油輪雙浮體系統(tǒng)時域分析64-77
• 5.3.1 雙浮體系統(tǒng)模型建立及海況條件64-65
• 5.3.2 雙浮體系統(tǒng)時域分析65-69
• 5.3.3 關(guān)鍵參數(shù)對雙浮體系統(tǒng)動態(tài)響應的研究69-77
• 5.3.4 串靠油輪對FPSO運動特性的影響分析77
• 5.4 FPSO-油輪-拖輪系統(tǒng)動態(tài)特性研究77-85
• 5.4.1 三浮體系統(tǒng)模型建立78
• 5.4.2 三浮體系統(tǒng)時域分析78-81
• 5.4.3 外輸系統(tǒng)優(yōu)化設計81-85
• 5.5 本章小結(jié)85-87
• 結(jié)論87-90
• 參考文獻90-94
• 攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果94-95
• 致謝95

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本文編號：1014352