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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1、分类号学号M201271437学校代码10487密级硕士学位论文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学位申请人：陆恒学科专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：李天匀教授答辩日期：2015年5月17日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStructureDesignandMechanicalAnalysisonthePressureBalancedBuoyancySup

2、portedRisersPlatformofFPSOCandidate:LuHengMajor:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureSupervisor:Prof.LiTianyunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,17,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论

3、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□

4、。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文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

5、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

6、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I华中科技大学硕士学位论文AbstractBecausetheenormousincreasingenergyconsumptionsinthe21stcentury,

7、thedeepoilandgasdevelopmenthasbeenbeingthetrendofTheTimes.FloatingProductionStorageandOffloadingvessels(FPSO)aremorewidelyusedindeep-wateroffshoreengineering.CoMParedtotheshallowwater,BuoyancySupportedRisers(BSR)areinstalledinthetwotothreehundredmetersunderwater,toreducet

8、hetensilestrengthbetweentheturretstructureofFPSOandthedeep-searisers,resultingofsignificantincre