文档介绍：大型FPSO浮托装船总体设计研究
摘 要:大型FPSO干拖运输相对于湿拖运输,具有拖航速度快,航行稳定的特点,且能保护FPSO船体免受波浪拍击。浮托装船是大型FPSO干拖运输过程中的关键一步,对其总体设计进行研究分析,对大型FPFPSO集成码头附近的开阔水域,水深要大于半潜船下潜后的最大吃水。
项目组可通过FPSO浮托装船初步分析和以往经验,确定浮托装船作业对浪高、风速、流速等海况的要求。一般来说,大型FPSO浮托装船对海况要求很高,项目组需细化施工步骤,准确评估作业时长,然后根据天气预报,择机进行浮托装船作业。
FPSO浮托装船是一个精确就位的过程,其主要包含以下几步:
(1)半潜船上布置枕木、导向装置、防撞垫等必要结构物或设施
(2)半潜船抛锚就位
(3)半潜船压载下沉到指定吃水
(4)拖轮将FPSO拖到半潜船上方指定位置,
(5)半潜船排载上升到指定吃水,FPSO完全脱离水面
(6)FPSO装船固定
FPSO浮托装船初步方案确定后,要校核FPSO与半潜船的结构干涉。一是在FPSO浮托装船的进船路径上,半潜船上没有障碍物,且FPSO左右舷与半潜船要留有一定的安全距离,二是FPSO船底下方一般会有扶手、海底门等结构,半潜船上枕木布置一定要避开这些结构,FPSO船底下方超出枕木高度的突出物要提前拆掉。因而,对FPSO和半潜船的现场调查是非常必要的,确认两船现况是否与完工图纸一致,后期是否因改造等原因而有新的突出结构。
FPSO和半潜船的定位和运动控制是浮托装船的关键。半潜船主要通过抛锚的方式控制其运动。FPSO一般会配一个主拖轮和若干个定位拖轮,同时半潜船上也会布置若干绞车,并通过锁具连接到FPSO,帮助FPSO调整方向和最终定位。
这样,FPSO浮托装船相应的图纸是必不可少的,包括拖轮布置图、锁具及设备布置图、浮托装船步骤图、枕木布置图、装船固定图、系泊布置图等。
FPSO浮托装船数值模拟需要先建立半潜船与FPSO水动力模型和结构模型,然后根据不同的设计工况,输入相应环境参数,调整分析模型,分析项目主要包括:
其一,调载分析,半潜船下潜和上浮的每一步都要进行调载分析,确定每个舱压载水的增减量,半潜船调载泵的能力同样需要校核,因为调载速度直接关乎整个浮托作业能否在规定的天气窗口按时完成。
其二,稳性分析,半潜船和FPSO在浮托装船期间均需进行完整稳性分析和破舱稳性分析,半潜船调载的每一步都需要稳性分析。
其三,运动分析,半潜船和FPSO在浮托装船期间,受风浪流的影响,会产生六个自由度方向的运动,其中船体横摇对浮托作业影响最大。通过船体运动分析,可以得到船体的运动加速度,从而校核两船之间的导向装置和防撞垫是否能抵御两船的相对运动。
其四,船体强度分析,船体强度校核分总纵强度校核和局部强度校核。FPSO浮托装船期间,要校核半潜船每一步调载过程的总纵强度,FPSO船体与导向装置接触位置的局部强度, FPSO船体受拖轮侧推位置的局部强度,FPSO船底与枕木接触位置的局部强度。FPSO浮装后,要校核半潜船和FPSO的总纵强度, FPSO船体装船固定位置的