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深水开发FDPSO的设计与分析

左祥昌  
【摘要】:深远海油气资源的开采是世界海洋资源开发的重点,中国则以南海诸油田为代表。为了满足中国南海(平均水深为1150米)深水油气开发的需求,浮式钻井生产储油系统(FDPSO, floating drilling production storage and offloading system)的概念成为近几年来国内海洋工程界的研究热点。 本文主要分三个部分对FDPSO中的问题进行介绍,并重点针对FDPSO-TLD的模式以及其关键力学问题进行了初步的分析和研究: 1.从FDPSO的概念和功能性的定义出发,分析比较了国外已有的几种深远海FDPSO开采模式进行分析,提出了FDPSO在设计上的关键问题:例如月池设计、张力腿甲板的运动补偿、立管在海流作用下的涡激振动、FDPSO浮体在海面上的悬停定位等; 2.主要针对FDPSO-TLD模式的运动补偿问题进行了动力学仿真。分别针对舷外和舷内张力系统模式,将系统简化为滑轮配重模型和杠杆系统;并得出了相应仿真结果和的结论;此外,对于舷外的FDPSO-TLD模式,添加了主动控制系统的仿真; 3.采用实时子结构试验方法对舷外配重式FDPSO-TLD进行原理样机模型测试,来验证其设计原理并监测钻井甲板运动情况。试验的模型以一艘FPSO为原型;主要工况为船体的升沉和横摇及其耦合;试验结果与仿真结果对比后得出的结论相近。


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