极端海况下FPSO模块支墩的动态力学分析与试验研究

李 琴，陈 言，黄志强，高兆鑫，陈 振，敬 爽，付春丽

（1.西南石油大学机电工程学院，四川 成都 610500；2.石油天然气装备教育部重点实验室，四川 成都 610500；3.中国石油集团海洋工程有限公司，山东 青岛 266000）

浮式生产储油卸油装置（floating production storage and offloading，FPSO）是用于海洋油气开发，集生产、储油、外输、发电等于一体的综合性海上油气生产系统，如图1所示。目前，FPSO可日处理原油19万桶，储油量达200万桶，成为全海式油田开发工程中的核心单元。

图1 FPSO示意图Fig.1 FPSO schematic

近10年来，60%新发现的油气田位于海上，预计未来40%的全球油气储量将集中于深海区域。随着对海上油气需求的增加，海洋油气勘探和开发朝深海、超深海海域和边际油田发展。FPSO长期系泊定位于海上油田，要求其能抵御各种复杂、恶劣的海况。模块支墩是FPSO上部模块与主甲板的关键支撑连接结构，其不仅承受FPSO上部模块巨大的重力，还承受着风、浪、流和液货等载荷作用引起的巨大惯性力。一旦模块支墩结构发生失效破坏，将导致FPSO上部模块整体倾覆，严重威胁海上油气生产的安全。

国内外学者对FPSO模块支墩开展了结构设计、建造方法、安装布置等相关研究。赵耕贤等［1］通过对比分析提出了新型模块支墩结构形式，改善了在恶劣海况下模块支墩的受力状态。迟少艳等［2］提出了模块支墩的设计理念及设计特点，阐述了其设计原则和结构强度分析方法。王璞［3］应用一体化设计方法对组合形式的支墩模型进行强度分析，消除了船体梁变形对模块支墩的不利影响，避免了设计界面截断和各方分析模型的不匹配问题。……