Risk assessment on a pipeline passing through a ship mooring area

It is very common that a submarine pipeline has to pass through a ship mooring area near a harbor zone in the Bohai Bay, China. The risk assessment of accidental events induced by the potential anchoring ships is carried out, which will lead to external interference with the pipeline. A procedure to calculate the probability for the anchoring activity in the ship mooring area to damage the underlying pipeline is proposed. The adopted methodology is based on the recommendations suggested by the DNV Codes. The same philosophy is also applied to estimate the damage probability that is concerned with sinking ships.     

水平荷载情况下深海吸力锚稳定性研究

深海吸力锚基础的极限承载能力是海洋工程结构设计中的一个关键问题,达到极限平衡状态时,吸力锚的极限承载能力与其失稳模式密切相关。本文基于Cou lom b摩擦对原理,给出了一种精确模拟吸力锚承载能力的有限元模型。在该数值模型基础上,利用通用有限元分析软件ABAQU S,研究了系泊点位置、长径比对吸力锚承载能力的影响,并给出了深海吸力锚失稳模式。研究结果表明,系泊点位置极大地影响着吸力锚的极限承载力和稳定性,系泊点位置的变化,会导致吸力锚出现前倾转动、平移滑动和后仰转动等的失稳模式。     

单立柱张力腿平台水动力性能试验研究

通过耐波性水池进行单立柱张力腿平台(简称SCTLP)在系泊状态下的运动特性,以及张力筋键受力情况的试验研究。试验分别在规则波和不规则波(长峰波和短峰波)中进行,浪向选取180°。根据水池深度,模型试验采用1∶87.5的缩尺比进行全水深模拟,并对风力和流速进行了模拟。通过试验,获得较为丰富的试验数据,能很好地分析SCTLP的运动特性。     

MOSES软件在系泊浮体运动计算中的应用研究

采用MOSES软件计算某起重船迎浪下的水动力性能和运动响应,并对该船进行缩尺比为1:50的模型试验。通过软件计算结果和试验结果的对比,分析计算模型的网格划分、二阶波浪力计算方法和粘性阻尼等关键参数的选取对MOSES计算系泊浮体运动的影响,为MOSES软件在系泊下运动计算方面提出建议。     

超深水混合缆绷紧式系泊系统非线性循环动力分析

由于高强聚乙烯(HMPE)和聚酯(polyester)缆绳具有各自独特的材料性能,因此提出在超深水绷紧式系泊系统中,采用高强聚乙烯和聚酯组成的混合缆作为系缆。以一系泊在超深水处的FPSO为例,系缆分别采用聚酯缆绳、高强聚乙烯缆绳以及混合缆。比较了循环载荷作用下,不同绷紧式系泊系统的动力响应。分析表明,在超深水中采用混合缆能够设计出合宜刚度的系泊系统,使系泊系统既有保持海洋浮式结构物在平衡位置的能力,又有风暴载荷下良好的生存能力。较理想的混合缆构型是:在靠近海底部分,采用高强聚乙烯缆绳;而在靠近海面部分,采用聚酯缆绳。这些认识对混合缆应用于超深水绷紧式系泊系统具有重要的参考价值。     

考虑平台转动的等效水深截断系泊系统优化设计

等效水深截断是混合模型试验中非常重要的一步,合理的截断方案是模型试验成功的前提。现有的研究大多忽略对平台转动的考虑,该文在静态相似准则的基础上增加对平台转动的考虑,推导了系泊系统回复力和转矩的计算公式,建立了满足静态一致性的目标函数,进而采用粒子群算法进行等效水深截断优化设计。以某深水半潜式平台为例,首先在不考虑转动的情况下对其系泊系统进行等效截断,研究发现截断水深的变化对转矩的优化结果影响较大,从而证明了平台转动是应该考虑的。其次在考虑转动的情况下对系泊系统进行等效截断,通过水动力软件验证所优化的结果,证明该方法的可行性,为后续的等效水深截断优化设计的研究提供参考。     

八角形FPSO串靠外输系统耦合动力响应分析

针对100 m作业水深的八角形FPSO,提出采用穿梭油轮串靠的外输方案,研究串靠外输在南海的适用性。建立由八角形FPSO及其系泊系统、穿梭油轮及FPSO与穿梭油轮之间的系泊大缆等组成的浮式多体动力学模型,根据多浮体动力学理论进行耦合时域模拟。在外输海况条件下,分析了串靠连接的环境适应性及研究大缆载荷的响应特性,对连接大缆的长度、刚度等关键参数进行了敏感性分析。研究表明,串靠外输的形式对于八角FPSO具有足够的安全性和可靠性,系泊大缆受到明显的冲击张力,张力的幅值受大缆的长度和刚度影响较大。     

二点系泊系统的非线性耦合运动

本文讨论二点张紧系泊系统,在波流作用下,作平面耦合运动时的非线性响应特性。计算结果显示：由于系泊几何非线性的存在,使得系统存在多个分叉到拟周期解的窗口。     

新型圆筒型FPSO串靠外输作业耦合水动力响应分析

针对1 000 m水深作业的新型圆筒型浮式生产储卸油系统（FPSO）,选择多点系泊FPSO和穿梭油轮串靠外输方案,分析串靠方案在中国南海的可行性。FPSO和穿梭油轮作业时两者之间相互影响的研究较为重要,通过ANSYS-AQWA建立水动力耦合分析模型,基于多浮体水动力学方法进行时域耦合仿真模拟。在FPSO作业海况下,分析了串靠外输时系泊锚链及系泊大缆的张力特性和两浮体的运动响应,对大缆的长度和刚度参数变化进行了分析。结果表明：串靠外输方案满足新型圆筒型FPSO的作业环境。随着系泊大缆长度增加,其张力最值逐渐减小,FPSO和穿梭油轮的最小间距逐渐增大。两浮体最小距离稳定在83 m左右。随着系泊大缆刚度增加,其张力最值增大,相比于大缆长度,大缆刚度对耦合系统的影响较弱。     

减小海上浮式生产储油船与软钢臂系泊装置振动及相对运动措施的探讨

通过实船观测,分析了渤海绥中３６－１油田浮式生产储油系统（ＦＰＳＵ）中引起油船与系泊构架（ＹＯＫＥ）碰撞的海洋环境影响和系统内部原因,提出了对该系泊装置进行改造的设想,即在软钢臂与ＹＯＫＥ臂端浮筒间交叉设置带有阻尼器的拉索,以改变软钢臂与ＹＯＫＥ臂端浮筒组成的吊摆的自振频率,使其远离激励源（波浪）频率,避免共振,并增大吊摆的阻尼,模拟计算表明,该方法效果显著,装置构造简单,切实可行。