“海洋石油112”号FPSO单点系泊模型试验与数值计算对比分析

FPSO单点系泊系统的水动力响应分析摘要：FPSO（Floating Production, Storage, and Offloading）是一种常用于海上油田开采的浮式生产储油船，通过与海底油井连接，实现原油的生产、贮存及离岸转运。

FPSO单点系泊系统作为FPSO的重要组成部分，其受到海洋环境的影响，需要进行水动力响应分析以保证系统的稳定性和安全性。

本文将介绍FPSO单点系泊系统的水动力响应分析方法，并重点讨论其在不同环境条件下的水动力响应特性和设计参数对系统性能的影响。

1. 引言FPSO单点系泊系统是FPSO在海上运营中最重要的部分之一，其主要作用是保持FPSO在海上油井位置的稳定。

系统主要由锚链、锚泊和系泊缆组成。

在海洋环境中，FPSO单点系泊系统会受到波浪、潮流、风力等因素的影响，这些影响会导致系统产生水动力响应，进而影响其稳定性和安全性。

2. 水动力响应分析方法水动力响应分析是对FPSO单点系泊系统的响应特性进行研究和评估的过程。

目前常用的水动力响应分析方法主要包括数值模拟和物理模型试验两种。

2.1 数值模拟数值模拟是利用计算流体力学（CFD）方法对FPSO单点系泊系统的水动力响应进行模拟和计算的方法。

其基本原理是通过建立数值模型、采用适当的数值算法和边界条件，求解Navier-Stokes方程来描述水体在FPSO周围的流动过程。

数值模拟方法具有较高的精度和灵活性，能够模拟系统在不同环境条件下的水动力响应。

2.2 物理模型试验物理模型试验是利用缩比实验模型对FPSO单点系泊系统进行水动力响应研究的方法。

其基本原理是通过制作适当比例的实验模型，放置于水槽中进行波浪或风场试验，通过测量实验模型的位移、张力等参数，分析系统在不同环境条件下的水动力响应特性。

物理模型试验方法可以直观地观察系统响应过程，但实验周期长且费用高。

3. 环境条件对水动力响应的影响FPSO单点系泊系统的水动力响应受到海洋环境条件的影响，主要包括波浪、潮流和风力。

FPSO单点系泊系统的能源效率与利用研究FPSO（Floating Production Storage and Offloading）即浮式生产储油船，是一种能够在海上进行石油开采、储存和转运的装置。

FPSO的单点系泊系统是其关键部分之一，它起到保持FPSO稳定并固定在海洋中的作用。

本文将研究FPSO单点系泊系统的能源效率与利用。

FPSO单点系泊系统是通过钻井船、钢管等设备将FPSO锚固在海底，使其能够在恶劣的海洋环境中保持稳定。

与传统的多点系泊系统相比，单点系泊系统具有灵活、高效的特点。

在单点系泊系统中，FPSO的一个主锚将船体固定在海底，而多个辅助锚则用于保持船体的稳定。

这种系统具有较高的稳定性和安全性，且能够更好地适应潮汐和风浪等海洋条件的变化。

那么如何提高FPSO单点系泊系统的能源效率并更好地利用资源呢？首先，我们可以考虑优化锚链系统。

锚链具有一定的刚度和弯曲半径，对系泊系统的性能产生重要影响。

通过减小锚链的直径和增加锚链的长度，我们可以减少系统的自由度，从而提高能源效率。

此外，合理地选择锚链的材料，如高强度钢材，也能够提高系统的稳定性。

其次，改善油水分离系统也是提高FPSO单点系泊系统能源效率的关键。

FPSO在生产过程中产生大量的废水和废气，其中包含着宝贵的能源资源。

通过完善油水分离设备和废气处理系统，我们可以有效地回收和利用这些能源资源。

例如，采用高效的油水分离设备可以大幅度减少水中的油含量，提高水的处理效果。

此外，在废气处理系统中采用适当的脱硫和脱氮技术，可以减少大气污染物的排放，实现能源的高效利用。

另外，考虑到FPSO的能源供应问题也是十分重要的。

FPSO需要满足船舶动力、石油生产和供电等多个方面的能源需求。

为了提高能源效率，我们可以采用多能源供应方式，如同时使用燃油发电和太阳能发电等。

太阳能发电作为一种清洁可再生能源，具有无污染、稳定可靠等优点，可以为FPSO的电力供应提供长期的可持续性。

海洋石油1!2#P S0单点吊桥液压 马达故障分析及优化维修王春光崔家训彭彬彭湘桂(中海油能源发展采油服务公司曹妃甸FPSO作业公司天津300457)摘要:本文主要介绍CFD11油田FPS〇m\单点吊桥运行时因液压马达齿轮轴承锁紧环松动导致液压马达驱动齿轮松动脱落马达损坏，致 使单点吊桥不能正常工作。

经过对故障认真分析、研究，制定出最合理的维修方法，有效的保证了吊桥马达的安全运行。

在此从单点吊桥的结构、工作特点出发针对曾经出现的故障进行分系泊总能保持在一条直线上，在吊桥设计上将吊桥设 计为收放吊桥时吊桥沿机座在船体右舷做1A0度来回 旋转运动。

吊桥的运动工况是靠安装在机座上端的2 台液压马达和一台液压绞车的运动来完成的。

通过控 制上端液压绞车收放钢丝绳来实现吊桥沿机座轴向运 动完成吊桥的吊起和降落。

通过控制机座上的两台液 压马达的旋转来实现吊桥沿机座进行径向旋转运动完析，以及相应的优化维修对策进行总结。

关键词：海洋石油112;FPSO$单点吊桥;马达1引言在海洋石油开发领域，浮式生产储油装置(Fl/ating Production Storage and Offloading简称 FPSO)是一*种常 用的海上石油开采工程设施，主要由船体模块、单点系 泊组成。

故译为浮式生产储油卸油船，它具有船舶方面 的一些特点，但又不同于船舶，由于兼有生产，储油和 卸油功能，因而设计更复杂，技术含量更大，是目前海 洋工程船舶中的高技术产品。

本文提到的曹妃甸11油田海洋石油112FPSO(以 下简称112)是由大连船厂设计，于2003年由大连船厂 负责建造的15万T级的浮式生产储油卸油船，2004年 7月投入曹妃甸11油田使用。

单点吊桥位于112的船 头是由船体模块与单点系泊相互连接的唯一人行通道。

一旦出现故障将不能正常起放，当单点出现异常情况 时，人员将不能及时赶到现场，势必给油田生产和油田 安全造成一定的影响。

FPSO单点系泊系统运动响应分析内转塔式单点系泊FPSO具有适应水深范围较大、抵抗海洋环境能力较强、经济性相对良好的优点，因此已经成为海洋工程领域研究的热点。

其中单点系泊系统及FPSO与驳船串靠外输模式下的运动响应预报是目前急需解决的重要问题，开展系泊系统设计与多体耦合运动响应研究对于保障FPSO的运输安全具有重要的指导意义。

本文采用基于三维势流理论的AQWA软件进行FPSO单点系泊系统及串靠外输系统的水动力分析及耦合运动的实时数值预报。

本文对FPSO微幅波诱导下的水动力进行了分析，得到了附加质量、辐射阻尼、一阶波激力、平均二阶漂移力和运动响应幅值算子随水深、吃水深度、入射浪向角的变化规律。

在水动力计算结果的基础上，本文对FPSO的系泊系统进行了初步设计，并对深水FPSO及张紧式单点系泊系统耦合动力响应进行了计算分析。

针对1000米水深，百年一遇海况下的FPSO系泊系统耦合运动响应进行了实时数值预报，得出了不同风、浪、流方向组合下FPSO的平衡位置、运动响应及系泊缆张力的时域统计结果，结果指出FPSO系泊系统的安全系数在浪、流同向，斜风或侧风时偏小。

为提高FPSO系统的作业安全，增加其使用寿命，应尽量减小平台的水平偏移量、增加系泊系统的安全系数，本文针对这两个要求，探讨了内转塔位置、张紧式系泊缆材料分布、系泊缆预张力大小与方向、系泊缆数量、系泊缆布置形式等参数对FPSO系泊性能的影响，在综合考虑所有参数影响规律的基础上，提出了一套1000m内转塔式单点系泊系统的优选方案：其中转塔距船艏柱25%Lpp，系泊半径1500m，缆长1775m，下端钢链占总长9%，中段聚酯缆占总长90%，上端钢链占总长1%，预张力3367.3KN，预张力倾角36°，缆绳9根（3组×3根/组），每组三根缆间夹角5°，并对该系泊系统进行了完整工况及破损工况下的强度校核，均可满足FPSO系泊定位的工程要求。

FPSO单点系泊系统的船体结构设计与强度分析FPSO（浮式生产储油船）是一种具有储油和生产设施的浮式海上装置，它通常用于海上油田的生产和储存。

FPSO的单点系泊系统是这种装置中非常重要的一部分，其船体结构设计和强度分析是确保FPSO安全运行的关键因素之一。

首先，单点系泊系统是FPSO与海底油井之间的连接系统，包括单点摩擦系泊、单点插头系泊和单点部分系泊等几种类型。

单点摩擦系泊是最常用的一种，它通过利用摩擦力将FPSO固定在海底油井上方。

单点插头系泊则是通过在海底油井周围设置插头，将FPSO与海底油井连接起来。

单点部分系泊则是单点摩擦系泊和单点插头系泊的结合。

在设计单点系泊系统的船体结构时，需要考虑以下几个方面：1. 船体承载能力：船体结构需要具备足够的承载能力，以抵抗海浪、风浪和载荷等外力的作用。

通过结构分析和强度计算，可以确定船体的设计参数，如材料选用和壁厚尺寸等。

2. 系泊力分析：单点系泊系统的船体结构必须能够承受系泊过程中产生的力量，包括水平拉力、垂直张力和摩擦力等。

这些力量会对船体造成不同程度的影响，因此需要进行力学分析，以确定船体结构的强度和稳定性。

3. 船体稳性：单点系泊系统的船体结构设计还需要考虑船体的稳定性，以确保船体在海上能够保持平衡。

这包括对船体的浮力分析和稳性计算，以确定船体的重心和浮心位置。

4. 耐久性：由于FPSO通常需要长时间在海上运行，船体结构需要具备良好的耐久性，以抵御海水、海洋环境和海洋生物等因素的侵蚀和损坏。

因此，在船体结构设计中需要考虑材料的防腐蚀性能和船体的防护措施。

5. 可维修性：船体结构设计还应考虑到维修和检修的便捷性，以便在必要时对船体进行维护和修理。

这包括设计合理的结构连接方式和易于拆卸的部件，以方便对船体进行修理和更换。

船体结构设计与强度分析是确保FPSO单点系泊系统安全可靠运行的重要环节。

只有在船体结构强度满足设计要求并经过充分的分析和验证后，FPSO才能正常运行并提供可靠的油田生产和储存功能。

FPSO单点系泊系统的故障诊断与预测研究摘要：FPSO（Floating Production Storage and Offloading）单点系泊系统的故障诊断与预测是提高FPSO运行效率和航行安全的关键问题。

本文针对FPSO单点系泊系统的特点和故障诊断需求，综述了现有的故障诊断方法，并分析了其优缺点。

接着，提出了一种基于数据驱动和模型驱动相结合的故障诊断与预测方法，并进行实验验证。

实验结果表明，该方法可以准确诊断和预测单点系泊系统的故障，为提高FPSO的运行效率和航行安全提供了有益参考。

关键词：FPSO；单点系泊系统；故障诊断；预测引言FPSO是近年来广泛应用于海洋石油天然气生产的一种设备，通过船体上的单点系泊系统实现在海上的固定定位。

然而，由于环境复杂和长期运行的缘故，FPSO单点系泊系统容易出现各种故障，如锚链断裂、动力系统故障等，严重影响其运行效率和航行安全。

因此，如何准确诊断和预测FPSO单点系泊系统的故障，成为提高FPSO运行效率和航行安全的重要问题。

1. 现有故障诊断方法综述1.1 规则基方法规则基方法是使用事先定义的规则和经验知识来判断系统是否存在故障，并对故障进行分类。

该方法的优点是简单易实施，但也存在规则维护困难、适应性不强等缺点。

1.2 统计方法统计方法通过对系统的数据进行统计分析，来判断系统是否存在故障。

常用的统计方法有卡方检验、Fisher检验等。

该方法的优点是可以适用性较广，但也存在对数据的要求较高和故障模式较为简单的限制。

1.3 人工智能方法人工智能方法是在故障诊断中较为流行的方法，其主要包括神经网络、模糊逻辑和遗传算法等。

该方法通过学习和推理，能够较准确地诊断和预测系统故障，但也存在模型训练困难和可解释性较差的问题。

综上所述，现有故障诊断方法各有优缺点，无法完全满足FPSO单点系泊系统的故障诊断需求。

因此，需要结合数据驱动和模型驱动的方法来解决该问题。

2. 基于数据驱动和模型驱动的故障诊断方法2.1 数据采集与特征提取在FPSO单点系泊系统中，通过传感器采集系统运行过程中的各种参数数据，如电流、温度等。

FDPSO单点系泊定位水动力性能的数值计算和模型试验研究魏跃峰;杨建民;陈刚;胡志强【摘要】南海海域海洋环境条件十分恶劣，FDPSO采用何种定位方式保证其正常作业是一个值得探讨的课题。

文章采用数值计算和模型试验的方法，对单点系泊FDPSO水动力性能开展研究。

数值计算包括频域水动力性能计算和时域船体/锚链耦合数值分析。

频域水动力性能计算得到FDPSO船体水动力系数、波浪力和运动幅值响应算子。

时域耦合数值分析计算了单点系泊FDPSO在南海海域一年一遇海况和百年一遇海况下的运动特性。

模型试验在上海交通大学海洋工程深水池中进行，包括静水衰减试验、白噪声试验和不规则波试验。

数值计算结果和模型试验结果比较，验证了数值计算方法的可靠性，并研究了单点系泊FDPSO在南海海域作业海况和极限海况的水动力特性。

%Because the environment condition of the South China Sea is very severe, the position system of FDPSO is a topic worthy of study. In this paper, numerical method and model test are adopted to investi-gate the hydrodynamic performance of FDPSO with single point mooring system. Frequency domain method and time domain coupled analysis are involved in the numerical calculation. The hydrodynamic coefficients, wave exciting force and response amplitude operator are obtained from the frequency domain analysis. The motion character of FDPSO in one-year and a hundred year return period sea states of the South China Sea are acquired by time domain coupled method. The model tests are carried out in the Deepwater Offshore Basinin Shanghai Jiao Tong University, which are composed of free decay tests, white noise tests and irreg-ular wave tests. The numerical results arecompared with the test results to verify the numerical model. The hydrodynamic performance of FDPSO with single point mooring system in operating condition and extreme condition of the South China Sea are studied.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】11页(P395-405)【关键词】FDPSO;单点系泊;水动力性能;数值计算;模型试验【作者】魏跃峰;杨建民;陈刚;胡志强【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240【正文语种】中文【中图分类】P751海上油气开发不断向深海拓展，涌现出很多新的平台形式。

FPSO单点系泊系统的动力学分析概述：FPSO（Floating Production Storage and Offloading）是一种在海上进行石油生产、储存和装卸的浮式生产设施。

而FPSO的单点系泊系统是确保FPSO在海上稳定性和安全性的关键部分，它承受着海浪、海风和深水等多种复杂动力环境的作用，因此对其动力学性能进行准确的分析和优化至关重要。

动力学分析的重要性：FPSO单点系泊系统承受着巨大的外部载荷，任何系统结构或参数的改变都会对其动力学性能产生重大影响。

因此，准确的动力学分析可以帮助工程师们设计出更加稳定、安全和高效的单点系泊系统，保护设备和人员的安全，并提高FPSO的生产效率。

1. 建立动力学模型：动力学分析的第一步是建立一个准确的模型来描述FPSO 单点系泊系统的运动响应。

这个模型应该考虑到多种因素，包括海浪和风载荷、斜拉索和摩擦力等。

模型可以采用力学方程、动力学方程或者传递矩阵等方法进行描述。

2. 海浪和风载荷的考虑：海浪和风载荷是影响FPSO单点系泊系统动力学响应的主要因素。

通过收集并分析历史气象数据，可以获得预测FPSO所处海域的海浪和风速等参数。

然后，可以使用响应谱分析等方法，将这些载荷施加到动力学模型上，以分析系统的响应情况。

3. 系泊系统的设计：系泊系统是FPSO单点系泊系统的核心组成部分，其设计必须考虑到FPSO的质量、尺寸、所处海域的特点等因素。

通过对各种系泊系统的比较和优化分析，可以选择最适合FPSO特定需求的系泊方案，并确定合理的系泊点的位置。

4. 系泊系统参数的优化：对系泊系统的参数进行合理的优化设计可以提高其动力学性能。

例如，通过调整锚链的长度、直径和重量等参数，可以改变系统的刚度和阻尼特性，从而减小FPSO的摇晃幅度和滚动角度。

此外，还可以通过调整各个系泊点的位置和角度等参数，来优化系泊系统的稳定性和可靠性。

5. 预测各种运动响应：在进行动力学分析时，需要预测FPSO的各种运动响应，如俯仰、横摇、纵摇、位置偏移等。

单点系泊系统与FPSOSingle Point Mooring System and FPSO单点系泊储油装置(Single Point Mooring Storage Tanker)由单点系泊浮筒与储油驳船两大部分组成。

单点系泊浮筒用4～8根锚链固定在海底。

浮筒上有转盘和旋转密封接头。

储油驳船与单点浮筒的转盘用钢丝绳或钢臂连接，可作360旋转，似风标，使之保持在受力最小的方位。

原油从海底管线经过单点上的旋转密封接头进入储油驳船；运油轮则从储油驳船上装油外运。

世界上第一个单点系泊浮筒于1959年在瑞典的德提奥港投产，用作深水输油码头。

1974年发展了钢臂式单点系泊储油装置,用A字形钢架代替钢丝绳连接，避免了储油驳船与浮筒的碰撞，减少了大量维修工作。

1980年在菲律宾海域安装了第一座浮式生产、储存、装卸系统。

可在该系统上进行油气处理、储存和外输。

1981年11月又发展了一种软钢臂连接，在菲律宾近海油田设计和安装，适合于浅水恶劣海况。

单点系泊装置结构简单，成本低，适用水深大，发展较快,已有200多座单点系泊装置投入使用。

但在有冰的海域尚无采用这种装置的实例。

单点系泊卸油装置(Single Point Mooring Offloading Tanker)单点系泊油轮不用靠港，而是在离岸足够水深处，设置一浮单点卸油装置，通过漂浮在海面上的浮筒和铺设在海底与陆地贮藏系统连接的管道，将油卸输至岸。

（相对优势：由于没有深水港，原油进入受到了运输条件和成本的极大限制。

）而传统的固定码头卸油方式是：油轮进港靠泊，通过管道卸油至岸。

单点系泊系统卸油装置国内外研制单点系泊系统的著名公司SBM公司、IMODCO公司、SOFEC公司、MCDERMOTT公司。

FPSO单点系泊系统的状态监测与评估技术研究FPSO（Floating Production Storage and Offloading）是一种将油气生产、储存和卸载集合在一体的海上浮式生产储油装置。

其中，单点系泊系统（Single Point Mooring System）是FPSO连接至海底油气管线的重要组成部分。

准确监测和评估FPSO单点系泊系统的状态对于确保安全运行和降低风险至关重要。

本文将围绕FPSO单点系泊系统的状态监测与评估技术展开研究。

1. 引言在FPSO的生产运营过程中，单点系泊系统承担着将生产设备与海底管线连接的重要任务。

系统的状态监测与评估能够帮助运维人员及时发现潜在问题，采取相应措施并保证安全运行。

本文将探讨FPSO单点系泊系统状态监测的技术方案和评估的方法。

2. FPSO单点系泊系统状态监测技术（1）激光测距技术激光测距技术可以通过测量激光光束与目标物之间的距离变化，来实时监测FPSO单点系泊系统的位置和姿态。

该技术具有高精度、非接触性和实时性的优点，能够提供可靠的数据。

（2）声纳检测技术声纳检测技术利用声波在水中传播的特性，测量声波传播的时间和速度，可以计算得到FPSO单点系泊系统的位置和运动状态。

该技术对海洋环境影响较小，适用于远程监测。

（3）摄像技术通过在单点系泊系统附近设置摄像头，实时监测系泊系统的姿态和运动。

摄像技术便捷易行，能够提供直观的图像信息，辅助运维人员对系统状态进行评估。

（4）传感器网络技术传感器网络技术由多个传感器节点组成，分布在整个单点系泊系统上，可以实时采集各种物理量，如温度、压力、振动等，提供全面的系统状态信息。

传感器网络技术能够实现全天候、多参数、多点位的监测。

3. FPSO单点系泊系统状态评估方法（1）信息融合和分析通过将各种监测技术获取的数据进行融合和分析，可以得到更准确、全面的系统状态信息。

运维人员可以针对不同的参数和指标设定阈值，当超过阈值时触发报警，及时采取措施。

FPSO软刚臂单点系泊系统原型测量及分析评价FPSO作为一种重要的海洋工程装备是全海式模式开发的核心单元,越来越广泛地应用于世界各地的海洋油气开发。

系泊系统是对FPSO进行系泊定位的关键设施,在我国渤海海域广泛采用软刚臂单点系泊系统对FPSO进行系泊。

软刚臂单点系泊系统主要采用理论数值分析与水池模型实验相结合的方法
进行设计。

由于设计理论的不成熟、环境荷载的不确定性以及结构运动的复杂性,近年来软刚臂单点系泊系统出现了多次事故。

随着国家对能源需求的增长以及人们对海洋工程结构安全重视程度的提高,迫切地需求一种新的手段来对软刚臂系泊结构的运动进行研究,保障其系泊结构的安全。

针对软刚臂单点系泊系统设计和分析中存在的问题,以及对近年来软刚臂系泊结构失效事故的分析,本文对软刚臂系泊系统开展了原型测量和分析评价
工作。

通过对渤海油田浅水FPSO软刚臂单点系泊系统构建原型测量系统,长期获取系泊腿和Yoke的实时姿态信息和应变响应信息,发展了基于多刚体动力学的软刚臂系泊力计算分析方法。

动力法计算结果与基于应变响应的计算结果对比,二者吻合良好,且动力法计算结果比传统的静力法计算结果准确度更高。

动力学算法和实测结果相结合,完善和丰富了浅水软刚臂系泊系统的监测信息评价技术和预警技术,进一步的保障了FPSO系泊系统的安全。

此外,本文还对原型测量中发现的一些结构特殊运动如共振等进行了分析和研究。

对浅水FPSO软刚臂系泊结构开展原型测量,在国内尚属首次,具有重要的工程实际意义。

FPSO单点系泊系统的冲撞分析与设计摘要：随着海洋石油开发的不断深入，FPSO（浮式生产储油船）作为一种重要的海上石油开发设施，其安全性显得尤为重要。

而在FPSO的设计中，冲撞分析与设计是至关重要的环节之一。

本文将重点讨论FPSO单点系泊系统的冲撞分析与设计，包括冲撞力的计算、冲撞吸能装置的设计、船体结构的强度计算等方面。

一、引言FPSO是一种将石油开采、液化和储存设备集合于一身的浮式装置，在海洋石油开发中扮演着重要角色。

由于其工作环境的复杂性，FPSO的安全性是至关重要的。

冲撞事故是FPSO运营过程中的一种重要风险，可能导致严重的人员伤亡和财产损失。

因此，冲撞分析与设计成为了FPSO设计中不可忽视的一部分。

二、冲撞力的计算冲撞力是进行冲撞分析与设计的基本参数，其准确计算对于系统的安全性至关重要。

冲撞力的计算可分为两类：船舶与海洋结构相撞和海洋洋底障碍物碰撞。

对于前者，可以采用经验公式进行计算。

而对于后者，则需考虑洋底障碍物的类型、坚硬程度、碰撞速度等因素进行计算。

三、冲撞吸能装置的设计冲撞吸能装置是冲撞发生时用于吸收冲撞能量的装置，其设计直接关系到冲撞后船舶结构的破坏程度。

冲撞吸能装置的设计原则包括：减小船舶和装置间的冲撞力、减小冲撞冲击时间、吸能装置的可靠性和可替换性等。

常见的冲撞吸能装置有缓冲材料、能量吸收材料、刚性面、膨胀装置等。

四、船体结构的强度计算在冲撞分析与设计中，船体结构的强度计算是一个重要部分。

船体结构必须能够承受冲撞载荷，保证船舶的结构完整性和稳定性。

船体结构的强度计算主要包括局部强度计算和全船强度计算两个方面。

局部强度计算是为了确定船体局部区域的强度是否满足要求，而全船强度计算则是为了验证全船结构的强度。

五、冲撞分析与设计的模拟方法在FPSO单点系泊系统的冲撞分析与设计中，模拟方法是一种常用的手段。

通过数值模拟或物理模拟的方法，可以模拟出冲撞过程中船体受力情况、结构破坏情况等详细信息，为冲撞分析与设计提供准确的数据支持。

南海FPSO单点系泊系统设计验证赵晶瑞1,2，李清平1,2，王世圣1,2(1. 中海油研究总院有限责任公司，北京 100028；2. 国家能源深水油气工程技术研发中心，北京 100028)摘要: 本文展示了1艘应用于中国南海的FPSO单点系泊系统的设计与验证过程，介绍了系泊系统的设计衡准，给出了主要的强度与疲劳分析结果。

计算表明；单点系泊系统在完整工况与单缆破损工况能够承受目标油田百年一遇环境条件，预期疲劳寿命满足设计要求。

此外当波浪周期略低于设计海况的谱峰周期时，将激发起更大的船体低频运动进而导致最大的系泊张力。

关键词：单点系泊系统；强度分析；疲劳寿命；低频运动中图分类号：TE952 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2020)12 – 0169 – 08 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2020.12.034Design and verification for a single point mooring system of a FPSO in South China SeaZHAO Jing-rui1,2, LI Qing-ping1,2, WANG Shi-sheng1,2(1. CNOOC Research Institute Ltd, Beijing 100028, China;2. National Research and Development Center for Energy Engineering Technology in Deep Water, Beijing 100028, China)Abstract: This paper presents the design and verification approaches of a single point mooring system of a FPSO in South China Sea. The design criteria of mooring system is introduced and the brief results of strength and fatigue analysis are given. The results shows that the single point mooring system can withstand 100 year return period condition in the target oil field in both intact and one line damaged condition. The expected fatigue life can satisfy the design requirement. It also shows that when the wave period is slightly lower than the spectral peak wave period at the design basis, the larger low-fre-quency horizontal motion of the FPSO in low will be triggered so as to generate maximum tension in mooring lines.Key words: single point mooring system；strength analysis；fatigue life；low-frequency motion0 引　言FPSO是一种可对海上油田进行全海式开发的工程装备，其主要优势在于集油气生产处理、原油储存、外输功能于一体，并具有良好的水深适应性。

ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ第３９卷第８期　Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．８２０２０年８月Ａｕｇ．２０２０　·仪器设备研制与开发·ＦＰＳＯ软刚臂单点系泊模型实验平台设计樊哲良ａ，　孙珊珊ｂ，　王延林ａ，　张向锋ａ，　徐留洋ａ（大连理工大学ａ．海洋科学与技术学院；ｂ．基础教学部，辽宁盘锦１２４２２１）摘　要：以渤海明珠号ＦＰＳＯ软刚臂为例，建立软刚臂实验平台，通过部分相似策略对典型的软刚臂和单点平台进行缩尺。

实验平台的模型部分主要由单点平台、软刚臂、系泊支架三部分构成，船形浮体由６自由度平台代替。

基于理论分析与现场实测数据，６自由度平台模拟浮体带动软刚臂，实现了大比尺模型实验，克服了在传统的水池实验中软刚臂单点系泊系统全部缩比导致的误差过大问题，为软刚臂的问题分析提供了研究平台。

通过软刚臂横摆减振和轴承损伤实验验证了实验平台的正确性和可行性。

关键词：软刚臂；大比尺模型；动力子结构；实验分析中图分类号：Ｐ７５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２０）０８－００７０－０５ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＰｌａｔｆｏｒｍＤｅｓｉｇｎｏｆＦＰＳＯＳｏｆｔＹｏｋｅＭｏｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＭｏｄｅｌＦＡＮＺｈｅｌｉａｎｇａ，　ＳＵＮＳｈａｎｓｈａｎｂ，　ＷＡＮＧＹａｎｌｉｎａ，　ＺＨＡＮＧＸｉａｎｇｆｅｎｇａ，　ＸＵＬｉｕｙａｎｇａ（ａ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｃｅａｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｂ．ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＢａｓｉｃＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｐａｎｊｉｎ１２４２２１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇｔｈｅｓｏｆｔｙｏｋｅｍｏｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＭｉｎｇｚｈｕＦＰＳＯａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｉｎｄｏｏｒｓｏｆｔｙｏｋｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｓｏｆｔｙｏｋｅａｎｄｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｗｅｒｅｓｃａｌｅｄｂｙｓｏｍｅｓｉｍｉｌａｒｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｒｅｅｐａｒｔｓ：ｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｐｌａｔｆｏｒｍ，ｓｏｆｔｙｏｋｅ，ｍｏｏｒｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔ．Ｓｈｉｐ ｓｈａｐｅｄｆｌｏａｔｉｎｇｂｏｄｙｗａｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｓｉｘｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａ，ｔｈｅｓｉｘｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍｐｌａｔｆｏｒｍｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇｂｏｄｙａｎｄｄｒｉｖｅｄｔｈｅｓｏｆｔｙｏｋｅｍｏｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｏｖｅｒｃｏｍｅｓｔｈｅｅｒｒｏｒｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｓｍａｌｌｓｃａｌｅｍｏｄｅｌｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｏｏｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｓｅａｒｃｈｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｏｆｔｙｏｋｅｍｏｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｂｅａｒｉｎｇｄａｍａｇｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔｙｏｋｅｍｏｏｒｉｎｇ；ｌａｒｇｅｓｃａｌｅｍｏｄｅｌ；ｄｙｎａｍｉｃｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０１９ １１ １９基金项目：国家自然科学基金项目（５１６０８０９４）；辽宁省博士科研启动基金项目（２０１７０５２０２６１）；大连理工大学重点教改项目（ＺＤ２０１８００７）作者简介：樊哲良（１９８６－），男，辽宁营口人，博士，工程师，主要研究方向为实验力学、海洋工程系泊结构。

82随着我国海洋石油行业的不断发展，油气资源开发重点逐步转向东海和南海海域，目前FPSO已经成为海上油气田开发的主要生产设施，对海洋石油资源开采起着至关重要的作用。

本文通过对涠洲油田海域环境条件的对比分析，考虑水深、环境载荷等因素对单点系泊系统的影响，结合不同单点型式的特点开展选型研究。

1 国内单点系泊系统应用现状1.1 国内单点系泊系统类型介绍目前，中国海油拥有的FPSO数量达到17艘，主要分布在渤海和南海，作业海域水深从10多米到330m不等，吨位从5万t级至30万t级，规模与总吨位均居世界前列[1]。

在渤海海域，由于其水深较浅，自秦皇岛32-6油田FPSO 开始第一次使用塔架软刚臂式（Tower-Yoke）系泊系统以来，系泊方式均采用的是塔架软刚臂式系泊系统[2]。

在南海海域，目前共有9 艘FPSO 在役，均采用内转塔式系泊系统，已经退役的“南海希望”号FPSO采用的是塔架缆绳式系泊系统。

目前常见的FPSO单点系泊型式主要有塔架式和转塔式，各单点型式建造难度、维护难度、工程投资等方面的对比分析如表1所示[3]。

表1 常见FPSO系泊型式对比单点类型塔架式转塔式缆绳式软刚臂式内转塔式外转塔式适用水深/m ＜40＜4050～1500＞30适应海况轻度到中度轻度到中度中度到恶劣轻度到恶劣建造难度较容易较容易较复杂较复杂维护难度困难较困难较复杂较容易工程投资较低较低较高较高应用情况较少见渤海海域广泛应用南海海域 国内目前没有 国外应用较多1.2 涠洲海域已应用单点类型介绍位于南中国海涠洲10-3油田海域的“南海希望”号FPSO，采用由SBM公司设计的可解脱塔架缆绳式系泊系统。

塔架缆绳式系泊系统如图1所示[4]。

图1 塔架缆绳式系泊系统塔架缆绳式系泊系统的特点有：适用在海况较好的浅水区域，系泊载荷较小；结构相对简单，造价成本低；操作性能差，操作风险较大；防碰撞保护能力有限，修复困难，维护成本高。

由于塔架与FPSO间距只有50m，FPSO 前冲碰撞塔架的风险较大，而预防措施主要依靠FPSO的操船控制，因此FPSO的船长24h都处于高度紧张的操作状态，稍有不慎就会发生碰撞。

海洋石油112号FPSO主电站燃油系统存在的问题和改进措
施
彭湘桂;赵军凯;王俊峰
【期刊名称】《内燃机》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】简述了海洋石油112号FPSO主电站双燃料柴油机在运行过程中出现的故障,针对燃油系统高压油泵柱塞磨损、高压油管泄漏以及燃油压力控制等问题进行了分析,提出了改进措施.
【总页数】3页(P47-49)
【作者】彭湘桂;赵军凯;王俊峰
【作者单位】中海油能源发展采油服务公司,天津,塘沽,300452;中海油能源发展采油服务公司,天津,塘沽,300452;中海油能源发展油田建设工程公司,天津,塘
沽,300452
【正文语种】中文
【中图分类】TK428
【相关文献】
1.海洋石油112号FPSO中央空调故障分析与改进 [J], 彭湘桂;赵军凯;王云庆;李海文
2.海洋石油112号FPSO建造、安装和调试期间的项目管理 [J], 赵军凯;谭耀模;张武奎;刘瑜珩;李杨;杨勇
3.CATIA电子船在海洋石油112FPSO透平改造中的应用 [J], 郝杰;朱鹏
4.海洋石油112FPSO外输系统液压油污染案例分析及改进措施 [J], 王春光;崔家训;彭彬;彭湘桂
5.“海洋石油112”号FPSO单点系泊模型试验与数值计算对比分析 [J], 詹燕民;张天宇;张大刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。