FDPSO系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)及方案優(yōu)化研究.pdf

1、隨著全球能源需求不斷增加，陸上油氣資源日漸枯竭，油氣資源勘探開(kāi)發(fā)不斷向海洋發(fā)展。目前，近海油氣資源的開(kāi)發(fā)已具有一定規(guī)模，深海油田尚待開(kāi)發(fā)，油氣開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)海域逐漸從淺海、半淺海向深海延伸。深海油氣開(kāi)采技術(shù)的突破是海洋油氣開(kāi)采長(zhǎng)期戰(zhàn)略的關(guān)鍵因素。因此，本論文結(jié)合南海海域海況條件，對(duì)浮式鉆井生產(chǎn)儲(chǔ)油輪(簡(jiǎn)稱FDPSO)采用數(shù)值計(jì)算與模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)FDPSO進(jìn)行多點(diǎn)系泊系統(tǒng)研究，為FDPSO的工程應(yīng)用發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)提供較為完善的理論依

2、據(jù)及技術(shù)支持。
　　FDPSO是具備原油生產(chǎn)、油礦鉆探、儲(chǔ)備以及外輸?shù)榷喙δ艿暮Ｑ笃脚_(tái)，是在浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱FPSO)基礎(chǔ)上結(jié)合鉆井設(shè)備發(fā)展而來(lái)，集生產(chǎn)、鉆井、儲(chǔ)存和裝卸于一體，同時(shí)也集發(fā)電、供熱和通訊指揮等于一體，是技術(shù)密集和危險(xiǎn)源高度集中的生產(chǎn)裝置。
　　針對(duì)南海海域不同海況下多點(diǎn)系泊FDPSO，利用頻域計(jì)算得到FDPSO水動(dòng)力參數(shù)，基于卡明斯脈沖理論并結(jié)合環(huán)境載荷以及系泊載荷，建立 FDPSO多點(diǎn)系泊系統(tǒng)時(shí)域耦合

3、運(yùn)動(dòng)方程，開(kāi)展FDPSO船體/系泊時(shí)域耦合水動(dòng)力性能數(shù)值分析研究。通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法研究 FDPSO船體六自由度響應(yīng)靜水自由衰減運(yùn)動(dòng)和在單位波幅規(guī)則波作用下浮體的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，分析靜水衰減曲線獲得 FDPSO船體六自由度固有周期及船體六自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)算子(RAO)。并通過(guò)優(yōu)化系泊材料、系泊纜布置方式與系泊纜軸向剛度，選取最優(yōu)的系泊系統(tǒng)布置方案，利用最優(yōu)的系泊系統(tǒng)布置方案進(jìn)行 FDPSO在南海海域風(fēng)浪流同向生產(chǎn)作業(yè)時(shí)的數(shù)值模擬計(jì)算，驗(yàn)證數(shù)值模擬

4、計(jì)算的精確性。
　　與此同時(shí)，進(jìn)行FDPSO系泊系統(tǒng)水動(dòng)力模型試驗(yàn)，為優(yōu)化FDPSO總體方案、月池、生產(chǎn)系統(tǒng)、鉆井系統(tǒng)以及系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，也為數(shù)值計(jì)算提供有效驗(yàn)證。模型試驗(yàn)包括靜水中自由衰減試驗(yàn)、系泊狀態(tài)下的自由衰減試驗(yàn)以及多點(diǎn)系泊模型風(fēng)浪流聯(lián)合作用試驗(yàn)。靜水衰減試驗(yàn)獲得了自由狀態(tài)下的FDPSO橫搖、縱搖以及系泊狀態(tài)下的船體縱蕩、橫蕩運(yùn)動(dòng)的固有周期和阻尼特性。風(fēng)浪流模型試驗(yàn)測(cè)量獲得了南海海域生存及作業(yè)海況下的，不同浪向