导管架式系泊塔结构分析

发布时间：2020-08-08 22:17

【摘要】： 随着海洋石油资源的开发利用不断向深海进军,浅海边际油气资源的勘探开发也引起了人们的日益关注,研究和建造适合浅海边际油气资源开发的小型浮式生产装置就成为目前所关注的热门课题。本文结合胜利油田设计院的小型浮式生产系统关键技术研究这一课题,对其中的系泊结构型式进行了研究。根据海洋石油工程设计指南第九册《海洋石油工程FPSO与单点系泊系统设计》,结合胜利油田埕岛浅海海域海洋环境,本文初步提出了一种类似塔架式软刚臂系泊装置——系泊塔导管架结构型式,并以此结构为对象进行了系统结构力学分析,主要内容如下: 1.讨论了结构可能遇到的外界海洋环境荷载,采用目前规范(挪威船级社规定)中关于风、浪、流、冰荷载计算公式,分析了结构可能受到的环境外力和储油轮所产生的系泊力。 2.以ANSYS数值分析系统为工具建立了系泊塔的数值模型,对结构进行了正常荷载工况、极限波浪荷载工况、极限冰荷载工况3种荷载组合形式的静力分析;通过兰索斯法进行的结构模态分析,验证了结构自身固有频率与波浪荷载频率之间的关系;运用完全法进行静荷载和瞬时冰荷载组合工况下的瞬态分析,进一步说明了冰荷载是该种结构的主要控制荷载。 3.以上述数值分析结果为基础,总结了系泊塔结构的控制荷载和影响因素,并采用零阶方法通过ANSYS优化程序模块对结构重量、导管架直径和壁厚进行优化,最后选取一组优化结果验算结构在极限冰荷载工况下的强度。
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P751
【图文】：

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浮筒式单点系泊系统示意图

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4图 1-2 固定塔式系泊系统示意图Fig 1-2 The schematic diagram of fixed tower mooring systems2）塔式系泊系统是在海上建造系泊塔架式结构，它可以作为永久性的 F(卸载生产油气的一个固定锚点，如图（1-2）所示。塔式系泊系统主要可塔式水上软钢臂系统、塔式水下软钢臂系统和塔式缆绳系统。在浅水中常上软钢臂系泊系统，这种系泊系统也可以作为海洋环境比较恶劣海域中浮

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3）转塔系泊系统的工作原理与其它形式的单点系泊方式基本一样，也是种连接方式和系泊点进行连接，使 FPSO 在风、浪和水流的作用下可以进位的自由旋转，这样便可作为风向表使用，还可以避免风、浪、流等荷载，以此来降低系泊系统在风、浪、流等外界干扰力作用下的受力特征和运泊系统主要由四个部分组成，它们是转塔、液体传输系统、转塔旋转系统接系统。其中 FPSO 的系泊点既是转塔，也作为通道，供立管和其他脐带达船体甲板，它与甲板设施相对固定，这一的特点保证了即使在复杂海况下海底井口之间不间断，实现油气输送，它是转塔系泊技术的核心部分。与泊方式相比，转塔系泊系统特有的优势如下：(1)结构简单；(2)受波浪影用于恶劣海况条件；(3)它可适用于各种不同水深的海域；(4)它能够快速，使装置便于维护修理。

【参考文献】