本文關(guān)鍵詞：沙漏式新型FDPSO分艙總布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核

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【摘要】：浮式鉆井生產(chǎn)儲卸油裝置(FDPSO)是一種集鉆采、生產(chǎn)、儲卸油以及生活與動力于一體的新型深海油氣開發(fā)裝備。針對船型FDPSO對浪向敏感、甲板上浪嚴重、垂蕩性能較差等局限,提出了一種全新的沙漏式新型FPSO/FDPSO概念設(shè)計,其具有非常優(yōu)越的水動力性能和深水錨泊性能。本文主要做了沙漏式新型FDPSO的艙室劃分、總體布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核：首先,為使平臺在整個生產(chǎn)作業(yè)周期里始終保持最優(yōu)的垂蕩、縱搖等水動力性能,提出了“一種浮式平臺及裝卸載過程中保持浮態(tài)和穩(wěn)性控制方法”。在保持恒定吃水的基礎(chǔ)上,提出了新型FDPSO體積等比分艙方案,并確定了分艙型式、分艙個數(shù)和艙壁個數(shù),最后從初穩(wěn)性和水動力性能兩個方面論證了分艙方案的可行性。其次,概括性闡述了新型FDPSO鉆井、生產(chǎn)和儲油卸油等最根本的功能,在充分了解各系統(tǒng)運作流程的基礎(chǔ)上,提出了總布置原則并初步確定了各模塊位置,最后預(yù)估了平臺的重量和重心位置。再次,采用結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計方法初步確定了板架布置樣式、板厚、桁材與骨材尺寸,然后建立有限元模型進行初步校核,進而對結(jié)構(gòu)形式再設(shè)計直至滿足強度要求。經(jīng)過反復(fù)設(shè)計與校核,最終確定了板材的板厚與鋼材型號、桁材與骨材布置樣式和尺寸。然后,基于坦谷波理論,考慮中垂和中拱兩種典型狀態(tài),將外部海水作用考慮為沿水深呈線性分布的靜水壓力,選取平臺裝載狀態(tài)為滿載和壓載兩種工況,校核了新型FDPSO的總縱強度。最后,結(jié)合沙漏式模型水動力性能試驗中明顯的波浪砰擊現(xiàn)象,基于三維勢流理論計算出平臺在百年一遇波浪上的運動響應(yīng),在此基礎(chǔ)上采用計算流體力學(xué)方法計算出二維楔形剖面入水模型的壓強分布曲線,然后將推導(dǎo)出來的波浪砰擊壓強施加到有限元模型里,最終校核了局部結(jié)構(gòu)強度。
【關(guān)鍵詞】：沙漏式FDPSO 體積等比分艙 總布置 結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計 總縱強度 波浪砰擊
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 三艘在役或在造FDPSO的介紹11-13
• 1.2.2 幾種新概念FPSO/FDPSO的研究概況13
• 1.2.3 沙漏式新型FPSO/FDPSO的成果與挑戰(zhàn)13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 2 沙漏式新型FDPSO艙室概念設(shè)計18-39
• 2.1 艙室設(shè)計問題引出及研究現(xiàn)狀18-20
• 2.1.1 問題引出18
• 2.1.2 設(shè)計理念18
• 2.1.3 研究現(xiàn)狀18-20
• 2.2 一種維持平臺恒定吃水的新的儲卸油技術(shù)20-22
• 2.3 簡單圓筒型艙室設(shè)計22-28
• 2.3.1 等艙高圓筒型艙室設(shè)計23-26
• 2.3.2 體積等比圓筒型艙室設(shè)計26-27
• 2.3.3 兩種圓筒型艙室設(shè)計方案的對比27-28
• 2.4 沙漏式新型FDPSO艙室設(shè)計28-39
• 2.4.1 新型FDPSO艙室劃分型式的選取28-31
• 2.4.2 新型FDPSO分艙個數(shù)的確定31-33
• 2.4.3 新型FDPSO橫縱艙壁個數(shù)的確定33-35
• 2.4.4 新型FDPSO分艙概念設(shè)計的初步論證35-39
• 3 沙漏式新型FDPSO總布置39-52
• 3.1 新型FDPSO系統(tǒng)構(gòu)成及各模塊功能39-45
• 3.1.1 新型FDPSO五大系統(tǒng)構(gòu)成39-43
• 3.1.2 新型FDPSO各模塊主要設(shè)備及其功能43-45
• 3.2 新型FDPSO總布置原則及各模塊位置45-50
• 3.2.1 新型FDPSO總布置原則45-46
• 3.2.2 新型FDPSO各模塊位置初步布置46-50
• 3.3 新型FDPSO重量與重心預(yù)估50-52
• 4 沙漏式新型FDPSO結(jié)構(gòu)初步設(shè)計與強度校核52-91
• 4.1 新型FDPSO結(jié)構(gòu)初步設(shè)計52-76
• 4.1.1 新型FDPSO結(jié)構(gòu)初步設(shè)計內(nèi)容及方法52
• 4.1.2 新型FDPSO結(jié)構(gòu)形式選取與規(guī)范設(shè)計52-57
• 4.1.3 新型FDPSO結(jié)構(gòu)強度初步校核與結(jié)構(gòu)形式再設(shè)計57-76
• 4.2 新型FDPSO結(jié)構(gòu)強度校核76-91
• 4.2.1 傳統(tǒng)方法平臺總縱強度校核77-84
• 4.2.2 波浪砰擊對平臺強度的影響84-91
• 5 結(jié)論與展望91-93
• 5.1 結(jié)論91
• 5.2 展望91-93
• 參考文獻93-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況95-96
• 致謝96-98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙耕賢;;FPSO設(shè)計綜述[J];船舶;2005年06期

2 趙志娟;唐友剛;吳植融;李焱;;新概念多筒式FPSO設(shè)計及幅頻特性研究[J];船舶工程;2013年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王文華;物體入水問題的分析研究及其在船舶與海洋工程中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙志娟;多筒式FDPSO概念設(shè)計及水動力性能研究[D];天津大學(xué);2012年

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本文編號：778766