沙漏式新型FDPSO分舱总布置和结构设计与校核

发布时间：2017-09-02 13:16

  本文关键词：沙漏式新型FDPSO分舱总布置和结构设计与校核

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【摘要】：浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)是一种集钻采、生产、储卸油以及生活与动力于一体的新型深海油气开发装备。针对船型FDPSO对浪向敏感、甲板上浪严重、垂荡性能较差等局限,提出了一种全新的沙漏式新型FPSO/FDPSO概念设计,其具有非常优越的水动力性能和深水锚泊性能。本文主要做了沙漏式新型FDPSO的舱室划分、总体布置和结构设计与校核：首先,为使平台在整个生产作业周期里始终保持最优的垂荡、纵摇等水动力性能,提出了“一种浮式平台及装卸载过程中保持浮态和稳性控制方法”。在保持恒定吃水的基础上,提出了新型FDPSO体积等比分舱方案,并确定了分舱型式、分舱个数和舱壁个数,最后从初稳性和水动力性能两个方面论证了分舱方案的可行性。其次,概括性阐述了新型FDPSO钻井、生产和储油卸油等最根本的功能,在充分了解各系统运作流程的基础上,提出了总布置原则并初步确定了各模块位置,最后预估了平台的重量和重心位置。再次,采用结构规范设计方法初步确定了板架布置样式、板厚、桁材与骨材尺寸,然后建立有限元模型进行初步校核,进而对结构形式再设计直至满足强度要求。经过反复设计与校核,最终确定了板材的板厚与钢材型号、桁材与骨材布置样式和尺寸。然后,基于坦谷波理论,考虑中垂和中拱两种典型状态,将外部海水作用考虑为沿水深呈线性分布的静水压力,选取平台装载状态为满载和压载两种工况,校核了新型FDPSO的总纵强度。最后,结合沙漏式模型水动力性能试验中明显的波浪砰击现象,基于三维势流理论计算出平台在百年一遇波浪上的运动响应,在此基础上采用计算流体力学方法计算出二维楔形剖面入水模型的压强分布曲线,然后将推导出来的波浪砰击压强施加到有限元模型里,最终校核了局部结构强度。
【关键词】：沙漏式FDPSO 体积等比分舱 总布置 结构规范设计 总纵强度 波浪砰击
【学位授予单位】：大连理工大学
【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9-18
• 1.1 研究背景与意义9-11
• 1.2 研究现状11-16
• 1.2.1 三艘在役或在造FDPSO的介绍11-13
• 1.2.2 几种新概念FPSO/FDPSO的研究概况13
• 1.2.3 沙漏式新型FPSO/FDPSO的成果与挑战13-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 2 沙漏式新型FDPSO舱室概念设计18-39
• 2.1 舱室设计问题引出及研究现状18-20
• 2.1.1 问题引出18
• 2.1.2 设计理念18
• 2.1.3 研究现状18-20
• 2.2 一种维持平台恒定吃水的新的储卸油技术20-22
• 2.3 简单圆筒型舱室设计22-28
• 2.3.1 等舱高圆筒型舱室设计23-26
• 2.3.2 体积等比圆筒型舱室设计26-27
• 2.3.3 两种圆筒型舱室设计方案的对比27-28
• 2.4 沙漏式新型FDPSO舱室设计28-39
• 2.4.1 新型FDPSO舱室划分型式的选取28-31
• 2.4.2 新型FDPSO分舱个数的确定31-33
• 2.4.3 新型FDPSO横纵舱壁个数的确定33-35
• 2.4.4 新型FDPSO分舱概念设计的初步论证35-39
• 3 沙漏式新型FDPSO总布置39-52
• 3.1 新型FDPSO系统构成及各模块功能39-45
• 3.1.1 新型FDPSO五大系统构成39-43
• 3.1.2 新型FDPSO各模块主要设备及其功能43-45
• 3.2 新型FDPSO总布置原则及各模块位置45-50
• 3.2.1 新型FDPSO总布置原则45-46
• 3.2.2 新型FDPSO各模块位置初步布置46-50
• 3.3 新型FDPSO重量与重心预估50-52
• 4 沙漏式新型FDPSO结构初步设计与强度校核52-91
• 4.1 新型FDPSO结构初步设计52-76
• 4.1.1 新型FDPSO结构初步设计内容及方法52
• 4.1.2 新型FDPSO结构形式选取与规范设计52-57
• 4.1.3 新型FDPSO结构强度初步校核与结构形式再设计57-76
• 4.2 新型FDPSO结构强度校核76-91
• 4.2.1 传统方法平台总纵强度校核77-84
• 4.2.2 波浪砰击对平台强度的影响84-91
• 5 结论与展望91-93
• 5.1 结论91
• 5.2 展望91-93
• 参考文献93-95
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况95-96
• 致谢96-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 赵耕贤;;FPSO设计综述[J];船舶;2005年06期

2 赵志娟;唐友刚;吴植融;李焱;;新概念多筒式FPSO设计及幅频特性研究[J];船舶工程;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王文华;物体入水问题的分析研究及其在船舶与海洋工程中的应用[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵志娟;多筒式FDPSO概念设计及水动力性能研究[D];天津大学;2012年

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本文编号：778766