深水八角形 FDPSO 总体性能分析.pdf

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1、第４３卷第３期船海工程Ｖｏｌ．４３　Ｎｏ．３２０１４年６月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪｕｎ．２０１４ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１４．０３．０４５深水八角形ＦＤＰＳＯ总体性能分析王世圣，赵晶瑞，谢彬，范模，喻西崇（中海油研究总院，北京１０００２７）摘要：从技术与经济性角度对比分析现有的ＦＤＰＳＯ船型，最终选定八角形ＦＰＤＳＯ为目标船型。根据ＦＤＰＳＯ功能要求制定技术指标，进行总体设计、总体尺度规划和垂荡板尺寸优化，以及系泊系统设计，完成八角形ＦＤＰＳＯ的概念设计，计算分析其运动性能、稳性和系泊系统能

2、力，结果表明八角形ＦＤＰＳＯ总体性能满足要求，系泊系统设计合理。关键词：八角形ＦＤＰＳＯ；船型；总体设计；垂荡板；总体性能中图分类号：Ｕ６７４．３８　　　　文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１４）０３-０１８３-０５ＦＤＰＳＯ是集海上钻井、原油处理、储油和卸［１］１　八角形ＦＤＰＳＯ总体设计油为一体的浮式生产系统。传统的船型ＦＤＰ-1．1基本组成ＳＯ在水动力性能、造价、储油效率等方面存在劣上部设施包括两层甲板，主甲板布置钻井设势，为此各种各样的新概念ＦＤＰＳＯ形式应运而备、钻井辅助设备、生活楼。直升机甲板位于生活生，主要体现在浮体形式

3、的创新和使用功能的扩楼顶上。生活楼的设计依据相应规范执行。展两方面。目前ＦＤＰＳＯ的船型可以归纳为７种，生产甲板，在生产甲板布置有电、热站、油气不过大部分ＦＤＰＳＯ的船型是ＦＰＳＯ船型的扩展。处理设备、水处理设备、公用设施、井流接收设备、［２～６］７种ＦＤＰＳＯ的船型，按照船体形式可划分为火炬、吊机、救生艇、多点系泊设施等。４类：大水线面船体，包括圆形、八角形、圆角倒棱考虑到舱内已处理的原油外输，还应布置原台形；小水线船体，半潜式，包括多立柱＋圆柱、四油外输装置。浮体内部设置机舱、泵舱、储油舱、压载水舱、立柱＋旁通；深吃水浮体，碗型；船型。目前在这

4、污水舱、燃油舱、淡水舱和污油水舱，浮体中部设７类ＦＤＰＳＯ船型中，仅船型和圆形ＦＤＰＳＯ投入应月池进行钻井作业。总体布置见图１。用，但应用的环境条件与我国南海的环境条件差异较大，不一定能适用于南海。通过对７类ＦＤＰ-ＳＯ的船型的对比分析，八角形ＦＤＰＳＯ船型除满足基本功能要求外还有较高的储油效率，且建造容易、成本低，有良好的经济性。为此，以八角形船型作为目标船型开展概念设计研究，并进行了总体性能分析。收稿日期：２０１３－１１－１３修回日期：２０１３－１２－０３资助项目：国家十二五重大专项课题（２０１１ＺＸ０５０２６-００６-０４）图1八角形FDPS

5、O总布置立面示意第一作者简介：王世圣（１９６２－），男，博士，教授级高级工程师1．2主尺度研究方向：海洋石油工程结构八角形ＦＤＰＳＯ浮体部分为八角形柱体，考虑E-mail：ｗａｎｇｓｈｓｈ＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ到南海恶劣的海洋环境条件，定位方式采用多点１８３第３期船海工程第４３卷系泊。根据原油处理和储存能力的要求，上部油为对比垂荡板直径对八角形ＦＤＰＳＯ固有特气处理设施约重６０００ｔ；钻井系统约重３０００ｔ；性的影响，通过改变垂荡板尺寸，计算不同垂荡板ＦＤＰＳＯ主要舱容要求：原油舱容应为５万ｔ原油尺寸的影响，见表２。储油量。根据八角形ＦＤＰＳＯ

6、钻井、生产和原油储表2不同垂荡板尺寸固有周期计算结果存的要求，其主尺度和技术参数见表１。垂荡板直径浮体直径与垂峰值周期／ｓ表1主尺度和技术参数／ｍ荡板直径比值垂荡纵摇横摇８６１．０７５１５．３４１１９．７５１２０．４６６参数项参数值参数项参数值９０１．１２５１５．４３７２１．６５０２３．０９５总长／ｍ９０钻井深度／ｍ１００００９４１．１７５１５．６０２１９．８５０２０．３６２垂线长／ｍ８０定员／ｍ１４０９８１．２２５１７．４６８２９．６７４３０．２６６船宽／ｍ９０自持力／ｍ３０９８（一个垂荡板）１．２２５１６．０５０２５．１３１２４．８６５３１００

7、１．２５０１６．６２３２５．８２７２７．６５３型深／ｍ４０生产水沉降舱／ｍ２×２８５７３满载吃水／ｍ２１原油处理舱／ｍ２×１８２５由表２可见，增大垂荡板尺寸，可以明显改变３满载排水量／ｔ１１０５８２燃料原油舱／ｍ１×１７０２浮体的固有周期，八角形浮体水线面积大，稳性３载重量／ｔ７３０００污油舱／ｍ１×１２１６好，但垂荡运动大，难以满足钻井、生产的要求，必３压载吃水／ｍ１３．６淡水舱／ｍ１×８２７须使其垂荡周期避开波浪能量集中的频带范围，３原油储油量／ｔ５５１２８柴油舱／ｍ１×１６５３３以降低其垂荡运动幅值。作业水深／ｍ２０００钻井水舱／ｍ１×１５８

8、１根据表２，当垂荡板直径为９８ｍ时，浮体获２　水动力特性分析得良好的运动性能。另外两个垂荡板的效果要优于一个垂荡板的效果。