深海FPSO系统关键装备水下立管支撑平台设计研究

发布时间：2017-08-10 07:07

  本文关键词：深海FPSO系统关键装备水下立管支撑平台设计研究

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【摘要】：人类对海洋资源的开发已经进入深海地区,FPSO系统在海洋油气资源开发中扮演着重要的角色,而深水FPSO系统水下立管管路较长,立管整体重量较大,立管在水流作用下产生的涡激振动也较强,这些将给FPSO主船体带来严重的稳性、强度及疲劳问题。鉴于此,深海FPSO系统在油气资源开发过程中,须在水下一定深度设置若干水下立管支撑浮体,用以支撑来自深海海底的管线,减轻深水立管对FPSO的负载作用。随着深海资源开发的深入发展,传统水下立管支撑浮体作为FPSO系统的关键装备已经无法满足深海开采的需求,寻求大型化、深海化、生命周期长久化的新型水下立管支撑平台迫在眉睫,设计简便快捷、低风险的安装方法成为其开发过程中的重点和难点。本文正是针对水下立管支撑平台这一对象展开了设计研究。首先基于对大型水下立管支撑平台安装困难的考虑,提出了一种耐压式水下立管支撑平台的设计方案,并利用该方案对BSR设计的大型水下立管支撑平台展开了二次设计,后从结构强度、姿态控制、锚座抗拔力三个方面对二次设计方案进行了验证。然后对深海大型水下平台安装方法展开了研究,在总结了目前水下平台安装方法的研究现状的基础之上,通过展开水下平台的水动力性能分析,提出了两阶段无牵引安装新方法,并具体分析了其技术优势。本文最后提出了基于水下均压控制系统的压力平衡式水下立管支撑平台新概念,并对该新概念的技术方案进行了详细的描述,也分析了其创新点和优势之处,而后在设计原理的基础之上给出了压力平衡式浮体的简要设计步骤。
【关键词】：耐压式水下立管支撑平台 结构强度 姿态控制 水动力性能 无牵引安装 锚固系统 极限抗拔力 压力平衡
【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9-19
• 1.1 引言9-12
• 1.2 水下立管支撑平台的演变12-16
• 1.3 新型水下立管支撑平台关键技术16-17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 2 新型耐压式水下立管支撑平台方案设计19-27
• 2.1 方案的总体描述19-22
• 2.2 方案的特点及优势22-23
• 2.3 平台基本设计23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 平台结构强度分析27-35
• 3.1 耐压舱及支撑横舱壁的强度验证27-31
• 3.2 平台整体模型的建立31-33
• 3.3 平台整体强度分析33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 平台姿态控制研究35-50
• 4.1 重量重心的计算35-38
• 4.2 安装状态浮力浮心的计算38-40
• 4.3 非耐压舱舱容计算40-48
• 4.4 本章小结48-50
• 5 锚座极限抗拔力验证50-68
• 5.1 平台锚座系统介绍50-52
• 5.2 锚固系统基本理论52-53
• 5.3 吸力锚极限抗拔力计算理论53-56
• 5.4 锚座极限抗拔力的有限元计算56-68
• 6 新型无牵引下水方式研究68-84
• 6.1 大型水下平台安装方法研究现状68-70
• 6.2 平台水动力性能分析70-78
• 6.3 无牵引安装新方法研究78-82
• 6.4 本章小结82-84
• 7 压力平衡式水下平台新概念84-93
• 7.1 技术方案84-88
• 7.2 方案的特点和优点88-90
• 7.3 设计方案示意图及设计步骤90-93
• 8 全文总结与研究展望93-96
• 8.1 全文总结93-94
• 8.2 研究展望94-96
• 致谢96-97
• 参考文献97-101
• 攻读学位期间发表的学术成果101-102
• 附图102-121

【参考文献】

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本文编号：649366