FDPSO系泊系統(tǒng)設計及方案優(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，油氣資源勘探開發(fā)不斷向海洋發(fā)展。目前，近海油氣資源的開發(fā)已具有一定規(guī)模，深海油田尚待開發(fā)，油氣開發(fā)的熱點海域逐漸從淺海、半淺海向深海延伸。深海油氣開采技術的突破是海洋油氣開采長期戰(zhàn)略的關鍵因素。因此，本論文結合南海海域海況條件，對浮式鉆井生產(chǎn)儲油輪(簡稱FDPSO)采用數(shù)值計算與模型試驗相結合的方法，對FDPSO進行多點系泊系統(tǒng)研究，為FDPSO的工程應用發(fā)展及關鍵技術提供較為完善的理論依

2、據(jù)及技術支持。
　　FDPSO是具備原油生產(chǎn)、油礦鉆探、儲備以及外輸?shù)榷喙δ艿暮Ｑ笃脚_，是在浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)(簡稱FPSO)基礎上結合鉆井設備發(fā)展而來，集生產(chǎn)、鉆井、儲存和裝卸于一體，同時也集發(fā)電、供熱和通訊指揮等于一體，是技術密集和危險源高度集中的生產(chǎn)裝置。
　　針對南海海域不同海況下多點系泊FDPSO，利用頻域計算得到FDPSO水動力參數(shù)，基于卡明斯脈沖理論并結合環(huán)境載荷以及系泊載荷，建立 FDPSO多點系泊系統(tǒng)時域耦合

3、運動方程，開展FDPSO船體/系泊時域耦合水動力性能數(shù)值分析研究。通過數(shù)值計算方法研究 FDPSO船體六自由度響應靜水自由衰減運動和在單位波幅規(guī)則波作用下浮體的運動響應，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動響應算子(RAO)。并通過優(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)布置方案進行 FDPSO在南海海域風浪流同向生產(chǎn)作業(yè)時的數(shù)值模擬計算，驗證數(shù)值模擬

4、計算的精確性。
　　與此同時，進行FDPSO系泊系統(tǒng)水動力模型試驗，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)的設計提供參考依據(jù)，也為數(shù)值計算提供有效驗證。模型試驗包括靜水中自由衰減試驗、系泊狀態(tài)下的自由衰減試驗以及多點系泊模型風浪流聯(lián)合作用試驗。靜水衰減試驗獲得了自由狀態(tài)下的FDPSO橫搖、縱搖以及系泊狀態(tài)下的船體縱蕩、橫蕩運動的固有周期和阻尼特性。風浪流模型試驗測量獲得了南海海域生存及作業(yè)海況下的，不同浪向