可解脱FPSO的系泊系统解脱过程动态模拟与优化

可解脱 Ｆ Ｓ Ｐ Ｏ的系泊系统解脱过程动态模拟与优化
刘 亮，徐 爱进 ，范会渠
（ 上海利策科技有 限责任公 司， 上海 ２０３） ０２３
摘
一
要
对 中国南海新型可解脱Ｆ Ｓ Ｐ Ｏ的系泊系统开发 设计而言，如何快速有效地实现解脱是其 中的关键技术之
。
该文 首先对可解脱Ｆ Ｓ ＰＯ的解脱方 式及解脱 系统进行 了简单介绍 ，然后对解脱过程进行 了时域模 拟及相
关影响 因素的敏感性分 析，最后得到影响浮子解脱 的关键 因素，并据此进行 了浮子的优化设计 。本研 究工 作为 系泊 系统解脱 的设计提供 了分析方法与优化思路，相关结论 可被 类似 解脱 系统的设计作 为参考 。
关 键 词： 可解脱 ＦＳ ；系泊系统解脱；系泊浮子 ＰＯ 中图分 类 号 ：Ｔ ９ １ Ｅ ５ 文献 标识码 ：Ａ
５ ２卷 增刊 ｌ ２ １ ７月 ０ｌ 年
中 国 造 船 Ｓ Ｐ ＵＩＤＩ ＯＦＣ ＮＡ ＨＩ Ｂ Ｌ ＮＧ ＨＩ
Hale Waihona Puke Baidu
Ｖｏ ．２ Ｓｐ ｃ ａ １５ ｅ ｉ ｌ１ Ｊ ｙ２ Ｉ ｕｌ ０１
文 章编 号 ： １０ —８ ２２ １） ｌ０ ０—７ ０ ０４ ８（０ Ｓ －１２０ １
收稿 日期：２ １．４Ｏ ；修改稿收稿 日期：２ １．７ １ ０ １ｏ ．８ ０ １０．５
５ ２卷
增刊 Ｉ
刘亮， 可解脱 Ｆ Ｓ 的系泊系统解脱过程动态模拟与优化 等： ＰＯ
１３ ０
低。
（ ）采 用 的多点系 泊和 立管 应用 都是海 工领 域 成熟 技术 ，提 高 了系统 可靠性 。 ３
脱 过程 的影响 因素众 多 ，因此 需 要对解 脱 动态过 程进 行 分析研 究 ；本模 型通过 浮子 底端 开 的圆孔进 水 来 实现 快速解 脱 ，因此首 先需 要确 定开孔 半 径 的大 小。如 果 开孔半 径过 大 ，浮子 下沉速 度 很快 ，对 于 浮 子下 端连接 的 立管系 统会 造成 较大 冲击 ，并且大 开孔 有可 能对 浮子 开 口附近 的结 构设 计带来 更 多的
击 ， 成“ 造 发现 号” 的单点 系泊装 置 发生位 移及 输 油软 管断裂 ， 次 事故对 平 台的正 常生产 带 来 了巨大 的 这
影 响并造 成 了不小 的经 济损 失 。 因此 ，目前 可解 脱 的 Ｆ Ｓ 认 为是 ：在 严 苛的海 洋气 候环 境下 、在海 上油气 生产 中，最 安全 、 Ｐ Ｏ［被 】 可靠 的解 决办 法 ；全世 界范 围 内，都 在相 关 的关键 技术 领域投 入 了 巨大的研 发努 力 。本文 以上海 利 策
与 船体 定位 。
１ ２
１ 船 体 ．主 ２ ．上 部锥 体
３ 浮 子底 座 ．
４ ．系 泊线 ５ ．内部 自由液 面
ｊ ６
．
７
底 部 开 孔
７ 水 面 ．静
图 １ 船 体 与 浮 子连 接 图
在 作业状 态 时主船 体与 浮子 锁紧 ，而浮 子 自身通 过 下方系 泊 系统 （ １中一 ４ 图 ）永久 系泊 于指定 海 域 ，浮子 内通过 压载水 （ ｌ中一 ５ 图 ）压载 并用 于调 节浮 子 自身 的位 置 ： 当遇 到恶 劣天气 时 ，浮子
２ Ｆ Ｓ 解脱 过 程 介 绍 ＰＯ
ＦＳ Ｐ Ｏ系 泊系统 的浮 子与 主船 体连接 如 图 ｌ 示 。 所
可解脱 的 Ｆ Ｓ 由两 部分 组成 ，即 ：圆筒型 主船 体 （ ｌ中一 １ ＰＯ 图 ）和 系泊 定位系 统 的浮子 结构 。
浮 子上 部为 锥形体 （ １中一 ２ 图 ）、下部 为圆形 基座 （ ｌ中 ）。浮子 顶部 制作 成正 多边 形结构 （ 图 以 六 边形 为主 ），并 逐渐过 渡 到 圆锥 形 。船体 主 甲板下 为箱 型结 构 ，可在 滑道 上滑 出或滑 入船 体 内部 ，
具有 风标 效应 的转 塔 。
本方 案具 有 以下三 个优 点 ： （ ）在 恶劣 海况 下 可解 脱 ，使平 台对 恶 劣海 况 的被动 承 受转 向主 动 防范 ，在极 端海 况 下 比永 久 １
系泊 的 Ｆ Ｓ 更安 全 。 ＰＯ
（ ）系 统 设计简 单 化 ，无 转塔 ，不需 要 为输送 流 体和 电力 而 设置转 轴 ，成 本 比转 塔 系 泊系统 更 ２
公 司开 发的一 种新 型 的可解 脱 Ｆ Ｓ ［作为 分析 模 型 ，针 对该 平 台的浮 子 的解脱 下沉 过程 进行 了时域 Ｐ Ｏ３ １ 模拟 ，分 析 了影 响下 降过程 的关键 因素并 对此进 行 了讨 论分 析 。
１ 南海新型可解脱 Ｆ Ｓ 的特 点 ＰＯ
本文 所使 用 的新 型 Ｆ Ｓ 的设计 水深 达 １０ｍ，采 用 可解脱 、多点 系泊 系统 的浮子 替代 了传 统的 ＰＯ ５０
０ 引 言
Ｆ Ｓ 是海 洋石 油 开发 生产 系统 的主 要模 式之 一 ，与 其它浮 式 生产 系统 （ｐｒ Ｌ ，Ｓｍｉ ＰＯ Ｓ ａ，Ｔ Ｐ ｅ ）相 比，Ｆ Ｓ 的数量 是最 多的 ， 占浮 式 油气 开发平 台总和 的一半 以上 ，在 世界海 上 油气 开发 中得到 广泛 ＰＯ
应用 ，是海 上 浮式 油气 生产主 要设 施 。 但近年 来 ，遍 及 世界 范围 的剧烈 的 强风暴 （ 飓风 、台 风 ）经 常导致 海上 Ｆ Ｓ 等 油气 设施 的重大 ＰＯ 损坏 。２ ０ ０ ９年 ９月 １ 日台风 “ 爵” 击我 国南海 海域 【，经过 了惠 州油 田群 。 由于“ ４ 巨 袭 ｌ １ 巨爵” 台风 的袭
与 主船 体解锁 脱 离，然后 打 开浮子 底端 开孔 （ １中一 ６ 图 ），此 时浮 子将快 速进 水 、下沉 ，并最 终悬 浮 于设 计的位 置 。最 后用 拖船 将主 船体 拖至 安全 海域 ，解 脱方 法简 单且 易于 实现 。
３ 解脱过程及 影响因素分析
对 于 浮子 的解脱 过程 而言 ，在风暴 来 临前 实现 浮子 与主 船体 的快速 解脱 是核 心 问题 。由于影 响解