北方伟业计量集团有限公司
0引言
近年来,浮式生产储油装置(FPSO)处于海上风浪多变的复杂环境之中,自身存储原油载重不断变化,加上FPSO连接外输油船对船体本身产生拉力,因此FPSO软刚臂系泊装置受力情况异常复杂。随着中海油总公司对单点系泊系统完整性管理重视程度的不断提高,已经陆续在现役的几条FPSO加装在线监测设备,对单点系泊系统的重点部分进行实时监测,实时掌握单点系泊系统的状态,为作业者提供及时准确的系泊安全性信息,及时对单点潜在危险进行预警,确保单点系泊系统的安全生产。
经过监测系统一段时间的运行,已经记录了大量的实测数据,这些数据的分析处理作为系泊在线监测系统的延续成为亟待研究的课题。本文以曹妃甸作业区海洋石油112现场环境监测数据的分析研究为重点,介绍了风、浪、流等环境监测数据后处理的分析方法,确定了风、浪、流等环境要素的组合及分布规律,并得到该分析结果在工程实际中应用情况的指导结论。
1系泊系统组成
海洋石油112系泊系统包括船艏支撑结构、锚链、水下软刚臂、系泊转盘、转塔桩基础等。软刚臂是三角形框架结构,一端与系泊转盘连接,另一端与船艏支撑结构相连。软刚臂及系泊链的参数如表1所示。
2理论基础
2.1数据分析对象与分析方法
2.1.1风海洋工程结构物有上部建筑物,通常受风面积很大,且对风很敏感。风产生具有重要影响的平均作用力(对固定式结构是横倾力矩,对浮动式结构物是平均锚泊力),同时引起频率范围很大的动载荷。
2.1.2浪海浪的波形、波高、波长及传播速度等都具有很强的随机性和不规则性。一般在海浪分析过程中将海浪条件分为短期波浪条件和长期波浪条件。短期波浪条件一般指从20min到3~6h,在计算分析过程中认为3h内波浪条件是稳定的,记为一个海况。
一个海况可用一系列特征参数来进行描述,包括有义波高、谱峰周期、平均跨零周期等。短期波浪可以用波浪谱来表示,波浪谱可以是表格的形式也可以是待定参数的经验公式,常用的波浪谱包括P-M谱、JONSWAP谱、双峰值谱等。
由于海洋石油112在波浪监测过程中已经以30min为一个周期自动对短期的波浪监测数据进行了处理,给出了短期波浪数据的特征参数,因此本次数据分析以波浪的长期统计为主。
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