摘要：新一代水下生产系统是一种新型超深海石油开发装备,主要由人工海床、刚性立管、柔性跨接管和系泊缆组成。为进一步提高新一代水下生产系统的总体性能和设计效率,本文基于多学科设计优化方法开展新一代水下生产系统的一体化设计方法研究。通过结合多学科可行法和粒子群优化算法建立设计框架,在框架内定义水动力分析和整体性能分析两个子学科,并给出各子学科的分析方法。在此基础上,基于拉丁超立方抽样法和反向传播神经网络建立水动力分析和整体性能分析的代理模型。将代理模型与设计框架结合,对3000 m水深的新一代水下生产系统进行一体化设计。结果表明,新一代水下生产系统的总体性能和设计效率均有所提高。

摘要：本文聚焦于一种新概念张力系泊式水中生产平台(STLP),该平台可在超深水环境下应用浅水完井设备和技术开发大型油气田。重点研究STLP准静态稳性设计评估分析模型的建立,STLP的准静态稳性将确保STLP具有良好的技术性能和较高的安全性。STLP准静态稳性的实现是通过将人工海床定位于海平面以下一定位置,以使表面波浪载荷最小化。首先提出STLP准静态稳性研究的分析理论和数值模拟方法;接着,研究不同系泊方式对STLP稳定性的影响;之后,研究极端风暴条件下,系泊缆绳失效对STLP破损稳性的影响;最后进行总结和讨论。结果表明,对于3000 m以上的深海,STLP是一种可行的、具有竞争力的深海油田开发方案。

摘要：文章研究聚焦于一种新概念张力系泊式水中生产平台(STLP),该平台实现了浅水采油设备和技术在超深水环境下的生产作业。STLP位于海面下一定深度处,充分降低了海面灾害性海洋环境要素(巨浪、强流)的影响。文中详细研究了在3 000 m水深环境下STLP的力学特性。其中,该专题的第一部分重点研究刚性立管的力学特性,介绍了STLP的设计原理,给出了STLP的理论模型及数值模拟方法。进一步地,给出了STLP的设计流程与理论。在此基础上,研究并讨论了刚性立管在3 000 m水深环境下的强度、屈曲和疲劳特性。最后,给出了研究结论。特别地,文中研究所得到的结论对于自站式混合立管的工程设计和分析均具有广泛适用性。

摘要：以人工海床(AS)为研究对象,针对传统设计方法存在周期长、成本高以及难以解决复杂系统工程优化设计等问题,提出一种AS多目标优化策略。推导AS质量和稳心高的计算公式,建立一种基于径向基函数(RBF)神经网络的近似模型,代替通过数值模拟计算的拖曳力。结合NSGA-Ⅱ算法,以AS拖曳力、质量和稳心高为优化目标,以主尺度为设计变量,以结构强度和关键性能指标为约束条件,得到AS优化方案。结果表明:在满足预测精度条件下,RBF神经网络提高了计算效率。优化后AS的质量,最大减幅达17.0%,同时水动力性能和稳性性能较优化前均有提高。通过对AS优化结果的分析,验证了AS多目标优化策略的可行性。

摘要：针对我国南海环境条件下超深水海洋油气资源开发中的特有问题,提出一种新型超深水海洋油气开发装置概念——张力系泊式水中生产系统(subsurface tension leg production system),简称STLP系统.STLP系统具备水中完井和油气外输功能以及各种浮式生产平台.阐述了STLP系统的基本工作原理,初步研究了该系统的概念设计方法以及安装方案,并对其水动力性能进行了数值模拟计算.

摘要：水中张力生产平台(STLP)是一种新概念超深海油气开发装置,实现了浅水采油装备的超深海作业。柔性跨接管解耦了浮动式海洋平台运动与STLP的直接作用。尽管柔性跨接管的解耦效应已在一定程度得到证实,但是其对刚性立管系统的具体影响,仍然有许多问题存在。文章基于新概念水中张力平台,详细地探究了柔性跨接管对刚性立管系统整体特性的参数影响,阐述了STLP的基本工作原理与数值模拟方法。通过对STLP的刚性立管系统在不同海洋环境要素下的响应、干涉、强度、屈曲以及疲劳分析,对比探究了柔性跨接管对刚性立管系统的具体影响。特别地,文中亦探究了浮动式海洋平台的不同偏移参数的影响。该文研究所得的结论对于自站式混合立管的工程设计和分析具有广泛适用性。

摘要：深海人工海床(DAS)系统是一种新原理深远海油气开发装备,能够为提升强风、巨浪、表面强流和海底超高压等多种深海灾害性海洋环境要素适应性提供有效解决方案。本文在阐述深海人工海床系统设计原理及结构特征的基础上,综述了深海人工海床系统设计分析关键技术的研究进展,主要包括深海人工海床系统概念设计、优化设计、波流/内孤立波环境中水动力特性以及安全控制机制等,并提出了深海人工海床系统未来的发展方向,旨在促进具有自主知识产权的深海人工海床系统关键技术的可持续发展,为推动我国深远海油气自主开发的进程发挥重要作用。