浅水自调节外转塔单点系泊研究.pdf

《浅水自调节外转塔单点系泊研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第3期2014年6月海洋技术学报JOURNALOFOCEANTECHNOLOGYV01．33，No．3Jun，2014浅水自调节外转塔单点系泊研究夏华波(中海油能源发展采油服务公司，天津300457)摘要：针对渤海浅水边际油田的开采，提出了一种自调节外转塔单点系泊方式。此方案可根据水深调节锚链和配重分布．结合了单点系泊和多点系泊的优点，首部设置外转塔，海底用分布式锚链系泊．提高了系统运动的弹『生空间。对该设计进行了理论分析、数值计算和模型试验。结果显示，数值计算和模型试验数据接近，系泊力和纵荡的最大误差分别为4．5％和7．05％，说明方案设计的计算依据合理。试验数据

2、表明。系泊力和水平运动幅度较小，值得进一步研究或向工程推广。关键词：边际油田；浅水；单点系泊；悬链线；模型试验中图分类号：U653文献标志码：A文章编号：1003—2029(2014)03—0099—07浅水系泊有诸多难点：浅水中低频波浪力大幅增加，引起系泊FPSO大幅低频振荡；极端位移时系泊系统的强烈非线性导致系泊力变化很大；浅水系泊系统的选择对立管系统的设计影响甚大。为此国内外进行了广泛的研究。肖龙飞11对单点系泊FPSO在极浅水中波浪作用下的低频响应进行频域数值计算与模型试验研究，李淑一[2】对浅水FPSO运动响应及其与软钢臂系?白结构的相互耦合进行了深入研究，余建星

3、吲等介绍了深水平台耦合效应产生的原因和定义、耦合分析方法的步骤及其原理，并分析了传统非耦合分析方法的不足。JAPINKsTERl4I用平均波浪近似法来处理低频二阶力，并与试验对比，结果吻合良好。MamounNaciril5J等分析了单点系泊的浅水低频效应。Duggalt6综合考虑了环境、浮体、系泊系统和立管各参数对系统设计的影响，分析了世界范围内浅水FPSO的系泊方式。目前渤海浅水系泊形式主要为水上塔式YOKE和水下YOKE。这两种单点造价都比较昂贵，前者发生过YOKE的A字头压溃(可能是风流的突然转向，使得FPSO前冲过激)，后者出现过单点水下螺栓断裂以致单点倒塌。所以，

4、边际油田的系泊必须从环境特征出发，从系泊力传递的有效性人手，使系泊系统尽可能简单有效，同时还须考虑系统的重复利用，以减小投资。鉴于渤海水浅，聚酯纤维缆容易受到损坏，故没有深入研究多点系泊。为此，以BZ3—2为目标油田，提出了一种外转塔式系泊技术，分析了其系泊运动和受力的理论基础，并以水池试验为参照，分析了该系统的合理性。1系泊方案如图1～图2所示，该方案为单点系泊，水上外转塔处有1个浮筒，浮筒与外转塔转台通过机械锁紧连接，该浮筒与船艏系泊架之间通过轴承可实现周向回转，浮筒下端通过3根锚链与悬挂配重连接(上段系泊链，周向等角度平分)，系泊系统由配悬挂配重提供主要回复力，其下端

5、沿周边散射布置3对系泊链组(下段系泊链，以120。为间隔)，每对链组有2根链，其间夹角为5。，单根系泊链长均为250m。锚链两端分别连接悬挂配重与系泊桩基。管线通过浮子、转台及船艏支架实现海底与船体的连接。本系泊系统有别于传统塔架式单点系泊，无导管架，系统刚度较柔，能有效减小系统所受的环境载荷。一般来说，软刚臂系泊的重量自始至终都作用在系收稿日期：2013—09—12作者简介：夏华波(1982一)，男，T程师，硕士研究生，主要从事船舶与海洋结构物设计制造。E—mail：xiahuah00303@126．COnl100海洋技术学报第33卷泊船上，而本系统悬链重量约350t，其

6、余重量为躺地段链，由海底自然承受，只有系泊载荷增加时才会逐段提起，而当系泊载荷减小时，躺地配重会逐步复原到由海底自然支持，随着载荷自我调节系泊链在水中的长度，可明显减小配重对FPSO触底的影响，增加了系统柔度。另外，本系泊下端连接看作弹簧(悬链线)，悬链线自然地随着悬挂配重而运动，可以提供充裕的弹性安全空间的正效应。方案中，悬挂配重下段3组系泊链有两种布置方式：一为品字形Online)，即一个锚固点布置在船艏的正前方，另两个锚固点以周向等分的方式对称于x轴布置，三个锚固点成品字形布置，当风、浪从船艏方向作用，即与一链共向；另一为】，字形(between)，即两个锚固点布置在

7、船艏的正前方对称于x轴布置，另一个锚固点布置在X轴上，三个锚固点以周向等分的方式成y字形布置，当风、浪从船艏方向作用，即位于两链之间。图1自调节外转塔系泊方案图2自调节外转塔系泊链向布置以富海油FPSO为目标船进行研究，其相关参数如表1。表1方案基本参数参数值参数值注：d：水深；日：有义波高；T：谱峰周期；V：风速；y：流速；下标5：百年一遇；下标w：一年一遇；ts／t。：满载／压载吃水；Ar／Am满载／压载纵向受风面积；4，／Am满载／压载横向受风面积；Lb：垂线间长；曰：型宽；D：型深2理论基础依据三维势流理论