FPSO深海采油立管压力平衡式水下浮体结构设计与力学性能分析

发布时间：2017-11-03 03:16

  本文关键词：FPSO深海采油立管压力平衡式水下浮体结构设计与力学性能分析

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【摘要】：在能源消费与日俱增的21世纪,深海油气开发是大势所趋,浮式生产储卸油船(FPSO)得以更广泛地应用于远海作业。相对浅海而言,深海立管的长度显著增大,为此在水下两三百米处安设浮体平台来支撑立管,从而减小立管对FPSO的拉力。本文针对已有浮体下水安装操作繁琐耗时等不足,设计了结构形式新颖的压力平衡式水下浮体平台及其内部的耐压浮筒,使浮体平台能够一次性下水安装,并对耐压浮筒结构性能展开分析。第一章,叙述了本课题的研究背景与意义,在分析了国内外研究FPSO及其水下浮体的现状后,提出了论文的工作内容。第二章,改进了已有水下浮体平台的下水原理,设计出压力平衡式水下浮体平台,主体采用非耐压结构形式,内部装有耐压浮筒。从而实现浮体平台的一次性下水安装,并完成了浮体平台及内压浮筒的结构参数设计。第三章,将耐压浮筒的载荷设计成外压,依据中国船级社《潜水系统和潜水器入级与建造规范》分析了外压浮筒的结构性能。然后应用多项式响应面函数拟合了规范中的应力,据此设计优化了外压浮筒分段的结构参数。并且与内压浮筒相比,外压浮筒具有更小的钢材屈服强度和重量,是更优良的设计方案。第四章,基于直接计算法,在依据规范设计的外压浮筒参数上,从浮筒板厚、钢材屈服强度、T型材型号和肋距等参数对外压浮筒分段的非线性稳定性的影响着手,并利用有限元模型进一步分别进行了优化分析。第五章,对论文的主要工作进行总结,并提炼了本论文的创新之处,最后针对本论文的不足展望了以后的研究方向。
【关键词】：FPSO 压力平衡式水下浮体平台 耐压浮筒 CCS规范 响应面代理模型 有限元直接计算 非线性稳定性
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状分析9-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 2 水下浮体平台总体结构设计16-33
• 2.1 水下浮体平台设计要求16-17
• 2.2 水下浮体平台及其下水安装方案设计17-19
• 2.3 水下浮体平台结构设计19-27
• 2.4 基于内压的浮筒结构设计27-32
• 2.5 小结32-33
• 3 基于规范的外压浮筒结构性能分析33-50
• 3.1 基于规范的外压浮筒结构分析33-36
• 3.2 基于规范的外压浮筒响应面代理模型36-46
• 3.3 基于规范的外压浮筒结构设计46-49
• 3.4 小结49-50
• 4 基于直接计算法的外压浮筒结构性能分析50-78
• 4.1 外压浮筒板厚分析50-59
• 4.2 外压浮筒材料分析59-66
• 4.3 外压浮筒型材分析66-70
• 4.4 外压浮筒肋距分析70-77
• 4.5 小结77-78
• 5 结论与展望78-80
• 5.1 工作总结78
• 5.2 论文创新点78-79
• 5.3 工作展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84

【参考文献】

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本文编号：1134400