一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112849358A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202011629370.3(22)申请日2020.12.31(71)申请人天津博迈科海洋工程有限公司地址300452天津市滨海新区临港经济区渤海二十七路53号(72)发明人邓金华周恒(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李素兰(51)Int.Cl.B63B71/00(2020.01)B63B75/00(2020.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法(57)摘要本发明公开了一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法，该方法通过将浮式生产储卸油装置管线支架的固有频率fn与海洋风浪频率f1和FPSO船体振动频率f2进行比较，对浮式生产储卸油装置FPSO管线支架结构做出调整，改变整个管线支架的固有频率，使fn远离f1,f2所在范围，从而减小管线支架由波浪和船体振动引起的受迫振动，进而减小管线支架的交变载荷，有效地提高浮式生产储卸油装置FPSO管线支架在海洋上的工作时间，提高使用寿命。CN112849358ACN112849358A权利要求书1/1页1.一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、通过测量设备获取浮式生产储卸油装置的管线支架在工作环境时对应的海洋波浪的频率—振幅曲线；步骤二、通过对海洋波浪的频率—振幅曲线进行频谱分析获取外部风浪的主频率f1并在振幅—频率曲线中选取振幅峰值的0.707倍所对应的频率区间f1上、f1下作为有效振幅频率范围，记为：F1:[f1上，f1下]；步骤三、通过浮式生产储卸油装置(FPSO)的设计值得到浮式生产储卸油装置(FPSO)船体工作时的振动频率—振幅曲线；步骤四、通过对振动频率—振幅曲线进行频谱分析获取浮式生产储卸油装置FPSO的管线支架工作时振动的主频率f2并在振动频率—振幅曲线中选取振幅峰值的0.707倍所对应的有效振幅的频率范围，记为：F2:[f2上，f2下]；步骤五、计算浮式生产储卸油装置的管线支架的固有频率fn；步骤六、判断fn是否处于F1:[f1上，f1下]区间内，若是则执行第一步；判断fn是否处于F2:[f2上，f2下]区间内，若是则执行第二步；若fn既不处于F1:[f1上，f1下]区间内，也不处于F2:[f2上，f2下]区间内，则执行步骤七；第一步，若fn落在F1[f1上，f1下]内，减小管线支架的跨距D和高度H增大管线支架的固有频率fn，使其大于F1所处区间，但仍小于F2所处区间；第二步，若fn落在F2[f2上，f2下]内，增大管线支架的跨距D和高度H，减小管线支架的固有频率fn，使其小于F2所处区间，但仍大于F1所处区间；步骤七、采用ansys软件计算出步骤六优化fn条件下管线支架的实际工作强度Pk，判断实际工作强度Pk与管线支架材料的屈服强度Pf的关系，判断关系如下：Pk≤Pf/n式中：Pk——管线支架的实际工作强度；Pf——管线支架材料的屈服强度；n——安全系数；步骤八、若满足步骤七的条件，则优化完成，否则返回步骤六继续调整管线支架的跨距D和高度H，重新优化fn，再重复步骤七‑步骤八直至优化完成。2CN112849358A说明书1/3页一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法技术领域[0001]本发明涉及提高支架使用寿命的方法，尤其涉及一种提高浮式生产储卸油装置(FPSO)管线支架使用寿命的方法。背景技术[0002]浮式生产储卸油装置FPSO通常通过系泊系统长期系留于恶劣海洋环境中作业，无法躲避恶劣海况，受海浪风浪的激励。FPSO管线支架所承受的疲劳载荷主要是波浪载荷及FPSO船体振动所引起的载荷，受迫振动现象明显，因此其受迫振动的疲劳问题更加突出，主要表现在疲劳校核区域较多、疲劳寿命的高要求。[0003]现有的提高浮式生产储卸油装置管线支架疲劳特性的方法主要是使用疲劳特性较好的材料，改变管线支架结构提高抗疲劳特性。这样带来了管线支架成本增长，管线支架设计制作过程复杂的问题。发明内容[0004]本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可有效地延长浮式生产储卸油装置FPSO管线支架在海洋上的工作时间的提高浮式生产储卸油装置(FPSO)管线支架使用寿命的方法。[0005]一种提高FPSO管线支架使用寿命的方法，其特征在于包括以下步骤：[0006]步骤一、通过测量设备获取浮式生产储卸油装置的管线支架在工作环境时对应的海洋波浪的频率—振幅曲线；[0007]步骤二、通过对海洋波浪的频率—振幅曲线进行频谱分析获取外部风浪的主频率f1并在振幅—频率曲线中选取振幅峰值的0.707倍所对应的频率区间f1上、f1下作为有效振幅频率范