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FDPSO系泊系统设计及方案优化研究
| 论文题名： | FDPSO系泊系统设计及方案优化研究 |
| 关键词： | 水动力性能;系泊系统;数值计算;风浪流模型 |
| 摘要： | 随着全球能源需求不断增加，陆上油气资源日渐枯竭，油气资源勘探开发不断向海洋发展。目前，近海油气资源的开发已具有一定规模，深海油田尚待开发，油气开发的热点海域逐渐从浅海、半浅海向深海延伸。深海油气开采技术的突破是海洋油气开采长期战略的关键因素。因此，本论文结合南海海域海况条件，对浮式钻井生产储油轮(简称FDPSO)采用数值计算与模型试验相结合的方法，对FDPSO进行多点系泊系统研究，为FDPSO的工程应用发展及关键技术提供较为完善的理论依据及技术支持。 FDPSO是具备原油生产、油矿钻探、储备以及外输等多功能的海洋平台，是在浮式生产储油系统(简称FPSO)基础上结合钻井设备发展而来，集生产、钻井、储存和装卸于一体，同时也集发电、供热和通讯指挥等于一体，是技术密集和危险源高度集中的生产装置。 针对南海海域不同海况下多点系泊FDPSO，利用频域计算得到FDPSO水动力参数，基于卡明斯脉冲理论并结合环境载荷以及系泊载荷，建立 FDPSO多点系泊系统时域耦合运动方程，开展FDPSO船体/系泊时域耦合水动力性能数值分析研究。通过数值计算方法研究 FDPSO船体六自由度响应静水自由衰减运动和在单位波幅规则波作用下浮体的运动响应，分析静水衰减曲线获得 FDPSO船体六自由度固有周期及船体六自由度运动响应算子(RAO)。并通过优化系泊材料、系泊缆布置方式与系泊缆轴向刚度，选取最优的系泊系统布置方案，利用最优的系泊系统布置方案进行 FDPSO在南海海域风浪流同向生产作业时的数值模拟计算，验证数值模拟计算的精确性。 与此同时，进行FDPSO系泊系统水动力模型试验，为优化FDPSO总体方案、月池、生产系统、钻井系统以及系泊系统的设计提供参考依据，也为数值计算提供有效验证。模型试验包括静水中自由衰减试验、系泊状态下的自由衰减试验以及多点系泊模型风浪流联合作用试验。静水衰减试验获得了自由状态下的FDPSO横摇、纵摇以及系泊状态下的船体纵荡、横荡运动的固有周期和阻尼特性。风浪流模型试验测量获得了南海海域生存及作业海况下的，不同浪向组合下的多点系泊系统下的FDPSO船体的运动特性及系泊缆动力特性，较为系统完整的研究了该种系泊方式下的FDPSO定位性能。通过模型试验与数值计算结果的有效对比，验证了数值计算方法的有效性与可靠性。 |
| 作者： | 范依澄 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陈刚;窦培林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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