[發明專利]一種FPSO船體型線設計方法

有效

• 申請號: 201710092351.3
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106828773B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 趙晶瑞;謝彬
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: B63B9/06
• 分類號: B63B9/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;何家鵬

本發明涉及一種FPSO船體型線設計方法，包括以下步驟：1)船體外輪廓的確定：采用帶有倒角的長方體形成船體外輪廓；2)船艉部分型線修正：取任一高度平面，分別以位于船體艉部平板邊線上的點和位于船艉龍骨升高線上的點為兩端，采用3次樣條插值曲線沿船長方向插值，然后改變高度重復實施插值過程；3)船艏部分型線修正：取任一高度平面，分別以位于船體艏部平板邊線上的點、位于關鍵站面線上的點和位于船艏龍骨升高線上的點作為三個端點，采用3次樣條插值曲線沿船長方向插值，然后改變高度重復實施插值過程；4)不同半寬位置型線高度插值：對船體外形進行船寬方向插值，形成不同船寬下的船體長度與高度曲線，并完成型線圖繪制。

技術領域

本發明涉及一種FPSO船體型線設計方法，屬于海上石油開采技術領域。

背景技術

FPSO(浮式生產儲油卸油裝置)是一種船型海工浮式結構物。由于具有油氣開采、處理、儲存、外輸等多種功能，可以對油氣田進行獨立全海式開發，因而是深遠海油氣資源開發的首選裝備。對于FPSO總體設計而言，型線設計技術是其中極為關鍵的一環，特別是其艏艉型線對船體浮態、模塊布置及局部結構強度設計具重要影響，也在一定程度上決定了船體目標油氣田的運動和定位性能。

與航運船舶不同，FPSO由于不具備自航能力，而要求具有較大的甲板面積與艙容，便于各種模塊布置。其線型相對簡單，船艉無舵柱等復雜結構并以方尾為主，船艏無球鼻艏而以直立或前傾型為主，整體方形系數大于0.93，屬于肥大型船舶。目前FPSO的船型開發主要分為兩個部分，由能源公司完成上部工藝模塊設計，而專業船舶設計公司負責完成FPSO船體部分的設計。在實際項目運行過程中，由于船型開發分為兩個部分，導致在重控、穩性、模塊布置等多個方面存在界面，經常產生溝通協調困難的情況，影響項目進度。因此能源公司也希望掌握FPSO船體設計技術，從而在油田開發方案制定前期，能夠獨立對方案整體的實施可行性和經濟性進行綜合評估。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種FPSO船體型線設計方法，該方法簡單實用，能夠為FPSO船體設計與快速評估提供基礎。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種FPSO船體型線設計方法，包括以下步驟：1)船體外輪廓的確定：在給定船體船長、船寬、型深、倒角高度、倒角寬度的條件下，采用帶有倒角的長方體形成船體外輪廓；2)船艉部分型線修正：首先給定船體艉部平板邊線和船艉龍骨升高線，任取一高度，在該高度平面內分別以位于船體艉部平板邊線上的點和位于船艉龍骨升高線上的點為曲線的兩端，之間采用3次樣條插值曲線沿船長方向插值，形成船艉部分在該平面內的船體長度與半寬曲線；然后改變高度，重復實施上述插值過程，直至形成船艉部分在全部高度下的船體長度與半寬曲線，完成船艉型線設計；3)船艏部分型線修正：首先給定船體艏部平板邊線和船艏龍骨升高線，由于FPSO船艏部分型線變化較快，因此沿船長方向，在船體艏部平板邊線和船艏龍骨升高線之間設置一條關鍵站面線，之后任取一高度，在該高度平面內分別以位于船體艏部平板邊線上的點、位于關鍵站面線上的點和位于船艏龍骨升高線上的點作為曲線的左、中、右三個端點，采用3次樣條插值曲線沿船長方向插值，形成船艏部分在該高度平面內的船體長度與半寬曲線；然后改變高度，重復實施上述插值過程，直至形成船艏部分在全部高度下的船體長度與半寬曲線，完成船艏型線設計；4)不同半寬位置型線高度插值：對船體外形進行船寬方向插值，形成不同船寬下的船體長度與高度曲線，并完成型線圖繪制。

所述步驟1)中，船體外輪廓的不同船長位置處，不同高度下船體半寬值可由下式確定：

上式中，ey表示船舯橫剖面舭龍骨橢圓倒角的橫軸長度；ez表示船舯橫剖面舭龍骨橢圓倒角的縱軸長度；B表示船寬；Z表示某一點距離船底的垂直高度；Y表示該店的半寬值。

所述步驟2)中，采用的樣條插值函數為

y＝f_spline(x)＝ax³+bx²+cx+d (2)