深水八角形FDPSO总体性能分析.docx

第 43 卷 第 3 期 2014 年 6 月 船 海 工 程 SHIP ＆ OCEAN ENGINEEＲING Vol． 43 No． 3 Jun． 2014 DOI: 10． 3963 / j． issn． 1671-7953． 2014． 03． 045 深水八角形 FDPSO 总体性能分析 王世圣，赵晶瑞，谢 彬，范 模，喻西崇 ( 中海油研究总院，北京 100027) 摘 要: 从技术与经济性角度对比分析现有的 FDPSO 船型，最终选定八角形 FPDSO 为目标船型。根据 FDPSO 功能要求制定技术指标，进行总体设计、总体尺度规划和垂荡板尺寸优化，以及系泊系统设计，完成八 角形 FDPSO 的概念设计，计算分析其运动性能、稳性和系泊系统能力，结果表明八角形 FDPSO 总体性能满足 要求，系泊系统设计合理。 关键词: 八角形 FDPSO; 船型; 总体设计; 垂荡板; 总体性能 中图分类号: U674． 38 文献标志码: A 文章编号: 1671-7953( 2014) 03-0183-05 FDPSO 是集海上钻井、原油处理、储油和卸 油为一体的浮式生产系统［1］。传统的船型 FDP- SO 在水动力性能、造价、储油效率等方面存在劣 势，为此各 种各样的新概念 FDPSO 形式应运而 生，主要体现在浮体形式的创新和使用功能的扩 展两方面。目前 FDPSO 的船型可以归纳为 7 种， 不过大部分 FDPSO 的船型是 FPSO 船型的扩展。 7 种 FDPSO 的船型［2 ～ 6］，按照船体形式可划分为 4 类: 大水线面船体，包括圆形、八角形、圆角倒棱 台形; 小水线船体，半潜式，包括多立柱 + 圆柱、四 立柱 + 旁通; 深吃水浮体，碗型; 船型。目前在这 7 类 FDPSO 船型中，仅船型和圆形 FDPSO 投入应 用，但应用的环境条件与我国南海的环境条件差 异较大，不一定能适用于南海。通过对 7 类 FDP- SO 的船型的对比分析，八角形 FDPSO 船型除满 足基本功能要求外还有较高的储油效率，且建造 容易、成本低，有良好的经济性。为此，以八角形 船型作为目标船型开展概念设计研究，并进行了 总体性能分析。 收稿日期: 2013 － 11 － 13 修回日期: 2013 － 12 － 03 资助项目: 国家十二五重大专项课题 ( 2011ZX05026-006-04) 第一作者简介: 王世圣( 1962 － ) ，男，博士，教授级高 级工程师 研究方向: 海洋石油工程结构 E-mail: wangshsh@ cnooc． com． cn 1 八角形 FDPSO 总体设计 1． 1 基本组成 上部设施包括两层甲板，主甲板布置钻井设 备、钻井辅助设备、生活楼。直升机甲板位于生活 楼顶上。生活楼的设计依据相应规范执行。 生产甲板，在生产甲板布置有电、热站、油气 处理设备、水处理设备、公用设施、井流接收设备、 火炬、吊机、救生艇、多点系泊设施等。 考虑到舱内已处理的原油外输，还应布置原 油外输装置。 浮体内部设置机舱、泵舱、储油舱、压载水舱、 污水舱、燃油舱、淡水舱和污油水舱，浮体中部设 月池进行钻井作业。总体布置见图 1。 图 1 八角形 FDPSO 总布置立面示意 1． 2 主尺度 八角形 FDPSO 浮体部分为八角形柱体，考虑 到南海恶劣的海洋环境条件，定位方式采用多点 第 3 期 船 海 工 程 第 43 卷 系泊。根据原油处理和储存能力的要求，上部油 气处理设施约重 6 000 t; 钻井系统约重 3 000 t; FDPSO 主要舱容要求: 原油舱容应为 5 万 t 原油 储油量。根据八角形 FDPSO 钻井、生产和原油储 为对比垂荡板直径对八角形 FDPSO 固有特 性的影响，通过改变垂荡板尺寸，计算不同垂荡板 尺寸的影响，见表 2。 表 2 不同垂荡板尺寸固有周期计算结果 存的要求，其主尺度和技术参数见表 1。 表 1 主尺度和技术参数 垂荡板直径 / m 浮体直径与垂 荡板直径比值 峰值周期 / s 垂荡 纵摇 横摇 86 1． 075 15． 341 19． 751 20． 466 90 1． 125 15． 437 21． 650 23． 095 94 1． 175 15． 602 19． 850 20． 362 98 98 ( 一个垂荡板) 1． 225 1． 225 17． 468 29． 674 30． 266 16． 050 25． 131 24． 865 参数项参数值参数项参数值总长 / m90钻井深度 / m10 000垂线长 / m80定员 参数项 参数值 参数项 参数值 总