针对南海单点系泊浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO),利用水动力分析软件ANSYS AQWA,基于三维势流理论建立其时域耦合分析模型,计算FPSO在正常作业和极端海况下的运动响应及系泊缆张力,分析其在不...针对南海单点系泊浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO),利用水动力分析软件ANSYS AQWA,基于三维势流理论建立其时域耦合分析模型,计算FPSO在正常作业和极端海况下的运动响应及系泊缆张力,分析其在不同单缆和双缆组合失效条件下系统的刚度大小、船体运动响应和系泊缆张力,并对系泊系统的安全性能进行量化评估。结果表明:双缆失效对系泊系统纵荡和横荡刚度的降低更加显著,其中船艉同组双缆失效导致系泊纵荡刚度降至最小,舷侧同组双缆系泊失效则使横荡刚度降至最小,两种工况下船体纵荡与横荡更加剧烈,正常作业工况最大纵荡与横荡距离可达25 m和40 m;在十年一遇风浪条件下,单缆断裂后剩余缆绳张力仍可满足安全要求,但同组双缆断裂后,剩余系泊缆张力接近缆绳破断张力,失效风险显著增加;在百年一遇风浪条件下,单缆断裂时满足瞬态破损工况的安全标准,而双缆失效会引发剩余缆绳发生连续破断,最终导致FPSO完全失控。展开更多
目的进一步提高浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO)工艺系统能耗预测的准确率,避免出现设备供电不足或超压的现象。方法①以巴西海域某FPSO油气处理系统为研究对象,建立HYSYS工艺模拟模型;②基于模...目的进一步提高浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO)工艺系统能耗预测的准确率,避免出现设备供电不足或超压的现象。方法①以巴西海域某FPSO油气处理系统为研究对象,建立HYSYS工艺模拟模型;②基于模拟数据构建了贝叶斯算法优化XGBoost(BO-XGBoost)能耗预测模型,获得了优化后的决策树数量、最大深度、最小叶子节点权重和学习率;③结合沙普利加性解释(Shapley additive explanations,SHAP)分析手段,定量探究了各影响因素对整体能耗模型的贡献值和重要性,得到特征在全局范围内对模型表现的总体影响。结果①相较于反向传播神经网络(back propagation neural network,BP)、随机森林(random forest,RF)和标准XGBoost模型,改进模型的决定系数(R2)平均值分别提高了0.09、0.06和0.03,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)平均值分别降低了11个百分点、6个百分点和4个百分点,优化后模型的分析框架对能耗拟合精度更高;②系统中影响燃料气和回注气分配的阀门开度对结果的影响存在双向作用,较大的原油处理量会增加上部FPSO工艺模块的能耗;③不同油处理系统分配量的阀门开度、回注气与脱酸气体的阀门开度、入口压力、蒸气回收系统压缩机出口压力、脱水系统入口压力等变量的SHAP值分布范围较窄,对结果的推动或抑制作用均不突出,现场应根据其工况特点和燃料气用量合理分配阀门开度和压缩机入口压力。结论通过精准识别影响FPSO油气处理系统能耗的关键因素并建立BO-XGBoost模型,可实现对工艺系统能耗的精确预测,从而有效解决FPSO设备供电不足或超压的现象,为海上FPSO的安全平稳运行提供保障,同时提升能效水平,降低运营成本。展开更多
文摘针对南海单点系泊浮式生产储卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO),利用水动力分析软件ANSYS AQWA,基于三维势流理论建立其时域耦合分析模型,计算FPSO在正常作业和极端海况下的运动响应及系泊缆张力,分析其在不同单缆和双缆组合失效条件下系统的刚度大小、船体运动响应和系泊缆张力,并对系泊系统的安全性能进行量化评估。结果表明:双缆失效对系泊系统纵荡和横荡刚度的降低更加显著,其中船艉同组双缆失效导致系泊纵荡刚度降至最小,舷侧同组双缆系泊失效则使横荡刚度降至最小,两种工况下船体纵荡与横荡更加剧烈,正常作业工况最大纵荡与横荡距离可达25 m和40 m;在十年一遇风浪条件下,单缆断裂后剩余缆绳张力仍可满足安全要求,但同组双缆断裂后,剩余系泊缆张力接近缆绳破断张力,失效风险显著增加;在百年一遇风浪条件下,单缆断裂时满足瞬态破损工况的安全标准,而双缆失效会引发剩余缆绳发生连续破断,最终导致FPSO完全失控。
