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浮式生产储油船(FPSO)设计建造研究

马延德  
【摘要】: FPSO是Floating Production Storage and Offloading的英文缩写,即浮式生产储油卸油装置,习惯上我们称为浮式生产储油船。它是集生产、储油、外输、生活、动力于一体的多功能采油设施,是海洋石油开发中非常重要、也是最有应用前景的装备之一。国外FPSO的设计建造始于二十世纪七十年代,经过多年的发展,国外公司对于FPSO关键技术的研究日趋成熟;虽然国内相关单位也对FPSO设计建造的部分技术进行了多年研究并取得了一定成果,但是对FPSO的总体设计尚缺乏系统分析,对于FPSO中关键技术之一“系泊系统的设计”尚缺乏理论研究。 本论文对影响浮式生产储油设施FPSO设计建造的因素进行了综合分析,并对系泊系统的设计进行了重点研究。 基于对FPSO相关规范的研究,结合我国自行设计建造的15万吨级PFSO的实际经验,采用了层式分析法和模糊评判法,在该船型的方案论证、总布置、可靠性评估等方面做了详细分析,总结得出FPSO的总体设计框架与原则,设计单位可以根据该原则对承接的FPSO进行初步设计。 通过将浮式生产储油设施FPSO和普通油船进行对比分析,首次给出一系列反映两者区别的直观表格,并在此基础上归纳了设计建造FPSO所必须考虑的影响因素,可供船厂建造FPSO过程中结合已有的油船建造经验进行参考分析。 应用流体力学理论和数学工具开发了FPSO环境载荷的计算方法,对系泊系统的设计和模型实验进行了研究。如何确定外部环境载荷,是本部分研究的重点。采用线性化Weibull概率密度函数分析得到设计波参数,并根据三维源汇分布方法建立浮体运动与波浪荷载计算方法,完成了一浮式生产储油船(FPSO)在波浪中的运动响应和船体表面水动力压力分布以及总体荷载的概率特性的计算,并以此为基础对FPSO的系泊系统的设计和模型实验开展研究。


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