水下软钢臂系泊FPSO-SPM注水跨接软管更换实践

简要叙述了渤海曹妃甸油田FPSO水下软钢臂系泊,对FPSO-SPM注水跨接软管更换方案进行了优化,通过科学的海事作业安全管理,成功组织和实施了国内首次水下软钢臂系泊FPSO-SPM注水跨接软管更换,可供类似海事作业参考.     

秦皇岛32-6油田单点系泊系统的特点

秦皇岛32-6油田单点系泊系统是一种系泊塔软刚臂结构.该系统可以系泊储油15万t的浮式生产储油装置,并提供浮式生产储油装置与油田内6个井口平台间的油水通道.单点系泊系统的电滑环将浮式生产储油装置主电站发出的10.5 kV的高压电送往各个井口平台.单点系泊系统包括一个固定于海底的系泊塔和连接浮式生产储油装置与系泊塔旋转甲板的软刚臂.该系统可以在100年一遇环境条件下保持浮式生产储油装置随风浪方向变化,实现绕系泊塔自由旋转.     

秦皇岛32-6油田单点系泊系统的特点

秦皇岛32-6油田单点系泊系统是一种系泊塔软刚臂结构。该系统可以系泊储油15万t的浮式生产储油装置,并提供浮式生产储油装置与油田内6个井口平台间的油水通道。单点系泊系统的电滑环将浮式生产储油装置主电站发出的10.5 kV的高压电送往各个井口平台。单点系泊系统包括一个固定于海底的系泊塔和连接浮式生产储油装置与系泊塔旋转甲板的软刚臂。该系统可以在100年一遇环境条件下保持浮式生产储油装置随风浪方向变化,实现绕系泊塔自由旋转。     

FPSO单点系泊监测系统设计与应用

回顾了我国渤海、南海单点系泊系统应用现状,通过典型单点系泊系统事故分析,总结了FPSO单点系泊系统失效原因和关键风险点。以我国常用的软刚臂式和内转塔式2种单点系泊系统为例,分别建立了包括海洋环境、FPSO水动力性能和系泊系统受力等信息在内的单点系泊监测系统,可为作业者提供决策支持;通过对比系泊系统现场工作性能与设计指标测量数据,可验证系统设计的优劣,为今后设计提供改进意见。目前"海洋石油113"、"海洋石油112"FPSO均已安装单点系泊监测系统,为油田安全生产提供了重要支持。     

基于BCALoD的FPSO软刚臂系泊系统疲劳分析

针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法（Bidirectional Clustering Algorithm based on Local Density,BCALoD）的疲劳寿命计算方法。采用BCALoD算法对获得的船体六自由度进行工况分类,运用多体动力学将运动数据转算为受力时程,将其作为铰节点疲劳寿命分析的载荷谱。采用Abaqus软件建立各铰节点有限元模型以计算热点应力,结合Miner线性疲劳累积损伤理论和雨流计数方法计算疲劳寿命。进一步分析评估基于实测数据的铰节点疲劳设计指标,指出该FPSO软刚臂上铰节点的疲劳寿命不足以支持其完成服役,且各铰节点难以统一维护和更换。本研究可为在役软刚臂系泊系统的疲劳寿命计算提供一种新的载荷处理方法,为未来海洋平台的设计提供参考。     

未满载压载水的单点系泊软刚臂纵向静刚度

针对单点系泊软刚臂未满载压载水的非正常情况，建立软刚臂纵向静回复力矩模型和计算方法。当水舱未满载压载水时，水会随软刚臂的纵向转动在水舱内流动，使软刚臂质心发生变化。计算结果表明，软刚臂纵向静回复力矩随转角变化曲线与相同质量下固定质心情况的曲线有较大差异，并且载水量越小二者差异越大，随着载水量逐渐增大，二者的差异越来越小，最终趋于一致。     

浮式单点系泊系统中大跨度高空跨接软管安装方法的研究与施工

文章结合渤海蓬莱19-3油田Ⅱ期中＂海洋石油117＂30万t大型FPSO的软管和电缆连接项目,详细论述了大跨度高空跨接软管和电缆的安装方法,分析比较了预布安装法、驳船安装法和浮吊安装法的适应工况以及本工程施工条件的限制,最终选择了浮吊安装法。通过对浮吊安装作业中吊高和扒杆长度的分析计算,对施工船舶进行了选型。该方法已于2009年4月在我国渤海成功应用并取得了宝贵的经验。     

单点系泊系统快速修复技术

单点系泊是FPSO最为常用的系泊方式,保持单点的完整性对于FPSO安全以及整个油田的生产至关重要。文章以海洋石油102单点修复项目为例,详细论述水上软刚臂单点组成、单点坏损情况、修复策略、单点系泊头修复、海缆修复以及YOKE修复等关键技术。海洋石油102单点修复项目涉及的难题和创新将为今后类似单点系泊系统完整性管理以及单点快速修复提供良好的借鉴。     

软刚臂单点系泊系统横向刚度分析

对软刚臂单点系泊系统的横向刚度理论进行探讨,并以海洋核动力平台单点系泊系统为例进行相关计算,对海洋核动力平台在不同海洋环境条件下的水动力性能开展系统的风浪流水池模型试验。基于理论研究并运用MATLAB和Adams软件对软刚臂系统横向刚度进行分析计算,通过试验得到系统的横向回复力曲线,结果表明其刚度在横向位移较小时近似为一固定值（5 t/m）,并随横向位移增大而增大。     

机动式油船多点系泊卸油系统的研制

为解决沿海岛屿和无卸油码头的油料装卸问题 ,研制了机动式油船多点系泊卸油系统。系统主要由油船多点系泊设备、工作船、绞车装置、海上漂浮输油软管、扫线装置等组成 ,能对停泊在离岸 12 0 0m处的油船实施卸油作业。整个系统的海上试验表明 ,系统设计合理 ,配套齐全 ,卸油作业时展开和撤收速度较快 ,操作方便。     

水下软管系统运动响应试验

为了对海上粘接式输油软管设计进行适用性研究,从而掌握悬链锚腿式系泊（Catenary Anchor Leg Mooring,CALM）单点Lazy-wave（懒波型）和Steep-wave（陡波型）构型的水下软管系统适用的水深和环境条件,在海洋工程水池中分别对2种构型的软管进行运动响应试验。模拟静水与规则波环境条件,并对软管顶端进行强迫振荡,观察Lazy-wave和Steep-wave两种构型的水下软管系统的运动响应。试验结果表明：对于静水海况和规则波海况,2种构型的软管在顶端运动为周期运动时,各方向上的动态应变呈周期性变化且皆有高频成分;在规则波海况下二阶模态的振动幅值与静水相比均有所增加; Steep-wave构型比Lazy-wave构型更容易激发高阶模态。     

基于双船提拉的深水锚系在位躺地缆更换方案设计与验证

针对300 m水深的流花11-1油田NHSL FPSO系泊系统1#锚腿躺地缆修复问题,对带有浮筒的系泊腿躺地缆更换方案进行了研究,通过方案比选提出了一种双船提拉概念下的锚系在位躺地缆更换方法.并进一步分析解决了锚腿张力大、船舶侧推要求高、锚链重铺堆积风险大、水下回收索具安装难等问题,实现了更换设计方案的施工可行性.以主...     

秦皇岛32-6油田单点系泊系统的安装和连接

秦皇岛32-6油田的单点系泊系统包括常规的导管架、上部结构、软刚臂、系泊支架和传输系统.导管架、上部结构和软刚臂分别是用浮吊吊装的.系泊支架是运到大连造船新厂后,用船坞龙门吊吊装在浮式生产储油装置的艏楼甲板上;浮式生产储油装置和单点系泊之间的海上连接,则是用浮吊、拖轮和各种绞车完成的.     

拖轮法更换跨接软管的实践

"渤海世纪号"FPSO单点系泊系统的直径12in(305mm)跨接软管由Dunlop公司设计和制造,由4节组成,每节长度为11m,通过ASME法兰连接,该软管已到使用年限。以秦皇岛32-6油田"渤海世纪号"FPSO单点系泊系统跨接软管更换项目为例,结合近年来多次FPSO拖航、连接的施工经验,论述单点系泊系统跨接软管更换的方案设计、施工准备以及海上施工流程,对涉及的跨接软管安装、作业方案优化、缩短施工时间等方面进行了独创性研究,为今后类似工程提供参考。     

张紧式系泊水下浮筒动力响应特性

对一种新型可移动式水下张紧系泊浮筒型油气外输终端系统进行模型试验,详细研究该水下浮筒系统的动力响应和张紧式系泊的受力特性,发现水下系泊浮筒在顶浪时除纵摇运动外还存在垂直于波浪方向的横向运动,张紧式系泊受力呈现脉冲载荷特性。研究为张紧式浮筒外输终端系统的设计提供理论依据。     

固定塔式系泊系统结构动力分析模型

在渤海海域渤中28-1、渤中34及绥中36-1油田的开发工程中,均使用了固定塔式系泊系统。对这一系统中的导管架结构的分析,特别是动力分析,到目前为止还只能根据经验来考虑浮式生产储油装置(FPSU)对导管架动力响应的影响。本文根据实例及这一结构系统的特点,通过理论分析及数值计算,建立了系泊导管架的动力分析模型,为以后类似的工程提出了有效实用的解决方法。     

两点“链+重块”系泊系统的分析

本文主要介绍一新型两点系泊系统的分析和计算。通过与现用于渤海延长测试的两点水下浮筒系泊系统进行比较,证实该系统与两点水下浮筒系泊系统的性能是相当的,并能解决两点水下浮筒系泊系统给锚点带来的上拔力较大和由土壤因素带来的锚抓持力较小的问题。使用该系统可以将锚的尺寸缩得更小,带来较大的经济效益。     

基于AB-1756的FPSO软钢臂系泊润滑控制系统升级改造

FPSO软钢臂系泊润滑控制系统通过自动控制,实现向系泊系统各润滑点强制注入润滑脂进行润滑,对于维持FPSO软钢臂系泊系统设备完整性、流程稳定性、人员安全性有举足轻重的作用。渤海某FPSO软钢臂系泊润滑系统运行至今已十几年,由于原设备功能较少,稳定性差,带来许多亟需解决的问题。为提高设备、流程稳定性,该文对润滑控制系统进行研究,并提出一种润滑控制系统升级改造方案。该润滑系统升级改造投入使用后,解决了存在的设备安全隐患、生产流程隐患和人员安全隐患。该文主要阐述了该FPSO软钢臂系泊润滑系统升级改造的思路、硬件选型和相关软件组态,对其他类似的系统和设备具有借鉴意义。     

秦皇岛32-6油田单点系泊系统的安装和连接

秦皇岛32—6油田的单点系泊系统包括常规的导管架、上部结构、软刚臂、系泊支架和传输系统。导管架、上部结构和软刚臂分别是用浮吊吊装的。系泊支架是运到大连造船新厂后,用船坞龙门吊吊装在浮式生产储油装置的艏楼甲板上;浮式生产储油装置和单点系泊之间的海上连接,则是用浮吊、拖轮和各种绞车完成的。     

悬链式单点系泊系统水下软管数值模拟

现有文献未从理论分析和仿真的角度研究水下软管在波浪流作用下的静动态响应问题。鉴于此,以悬链式单点系泊系统水下软管为研究对象,分析了水下软管所受的环境载荷特性,建立了考虑内部流体和管外海洋环境载荷共同作用的水下软管受力分析模型,应用有限元仿真软件模拟了水下软管在不同水流大小、方向情况下的变形情况,以及上部浮筒运动对水下软管的动态响应,给出了水下软管位移曲线和轴向拉力曲线,指出顶部铰接的水下软管在海流及海浪作用下容易发生破坏的危险点,即顶部连接点、触地点以及距离管道原点60m附近。研究结果对今后设计和正确使用悬链式单点系泊系统的水下软管具有重要的工程参考价值。