مقایسه تغییرات در فرم بدنه سکوی FPSO از دیدگاه پایداری و دریامانی در شرایط عملیاتی بارگیری کامل در خلیج فارس

نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه صنعت نفت دانشکده علوم دریایی محمودآباد

2 استادیار، عضو هیئت علمی-دانشگاه صنعت نفت محمود آباد

3 پژوهشگر مرکز سازه های ساحلی و کشتی نروژ

چکیده

سکوی FPSO با دارا بودن قابلیت استخراج، فرآورش، نگهداشت و انتقال ترکیبات هیدروکربنی امروزه به عنوان یکی از گزینه های موثر و پرکاربرد در صنعت نفت فراساحل مطرح است. پایداری و دریامانی؛ معیارهای موثر طراحی بدنه و ارزیابی کارآیی کلی این سکوی شناور به شمار می آیند. پاسخ بدنه شامل پایداری در حالت سالم و آسیب دیده؛ جابه جایی و شتاب در اثر نیروهای محیطی از جمله فاکتورهای موثر در ارزیابی کارآیی این سکوی شناور می باشد. هدف از این مطالعه دست‌یابی به یک روند سیستماتیک برای ارزیابی کارآیی کلی سه فرم بدنه سکوی FPSO شامل کشتی سان، مکعب مستطیلی شکل ساده و بیضی گون است. مساله به عنوان یک مدل تصمیم گیری چند معیاره (MCDM) در نظر گرفته شده و از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شده است. مدلسازی برای سه فرم بدنه سکوی FPSO با درنظر گرفتن استانداردهای آیین نامه‌ای، روش المان محدود و کدنویسی دیفرکشن نرم افزاری انجام شده است. فرم بدنه بیضی گون از کیفیت پایداری بهتر و فرم بدنه مکعب مستطیلی شکل ساده از کیفیت دریامانی بهتری نسبت به سایر فرم های بدنه مورد مطالعه برخوردار است.کیفیت دریامانی بهتر سکوی FPSO مکعب مستطیلی شکل موجب این شده است که در ارزیابی نهایی کارآیی کلی به صورت تقریبی 10% نسبت به فرم بدنه کشتی سان و 20% نسبت به فرم بدنه بیضی گون از برتری برخوردار باشد. سیستم مهاربندی Spreadو رایزر نوع Steep-s برای این مطالعه درنظر گرفته شده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of variations in FPSO hull geometries with respect to stability and seakeeping performance under full loaded condition in Persian Gulf

نویسندگان [English]

  • Pedram Edalat 2
  • M Etemaddar 3
چکیده [English]

Among different offshore platform concepts; FPSOs (Floating Production, Storage and Offloading units) have been more attractive these days. Stability and seakeeping are two effective hull design parameters and overall efficiency assessment of FPSOs. This study has focused on some performance factors such as, stability both intact and damage condition, hull position, displacement and acceleration due to environmental loads. The aim of this study is to achieve a systematic procedure to evaluate the quality of performance for three type of FPSO hull forms including: ship-shaped, rectangular box and oval. The procedure is done by an MCDM model with an AHP method. Models are done in Finite Element Method (FEM) and diffraction analysis have been performed. Oval type FPSO has better performance in stability and rectangular box has better performance in seakeeping assessment. Better seakeeping performance of rectangular box FPSO leads to have greater score in overall efficiency assessment among three case studies. In this study, spread mooring type with steep-s flexible riser are used for all case studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FPSO
  • MCDM model
  • AHP method
  • stability
  • Seakeeping
[1]

R. D’Souza, "An approach to the design and selection of a cost effective floating production storage and offloading system", Offshore Technology Conference (OTC), 7443, 1994.

[2]

J. K. Paik and A. K. Thayamballi, "Ship-shaped offshore installations, design, building and operation", New York, Cambridge University Press, 2007.

[3]

T. Terpstra and A. A. MacMillan, "FPSO design and conversion: A designer's approach", Offshore Technology Conference (OTC), 2001.

[4]

S. W.dek Ruyter, "The Sanha LPG FPSO", Offshore Technology Conference (OTC), 2005

[5]

K. Yukawa, S. Kato, T. Hayashi and T. Ando, "Study on the design requirements of external turret mooring for FLNG”, Journal of the japan society of naval architects and ocean engineerings, Vol. 22, No. ISSN:1880-3717 EISSN:1881-1760, pp. 83-94, 2015.

[6]

T. Anundsen, "Operability comparison of three ultra-deepwater and harsh environment drilling vessels", Stavanger University, 2008.

[7]

E. A. Ogbonnaya, "Hull design requirements of floating production, storage and offloading", International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), Vol.2, No.6, pp. ISSN: 2277-3754, 2012.

[8]

M. K. Babadi and H. Ghassemi, "Effect of hull form coefficients on the vessel sea-keeping performance," Journal of Marine Science and Technology, Vol.21, No. doi: 10.6119/JMST-013-0117-2, pp. No. 5, pp. 594-604, 2013.

[9]

Z.-T. Xie, J.-M. Yang, Z.-Q. Hu, W.-H. Zhao and a. J.-R. Zhao, "The horizontal stability of an FLNG with different turret locations", Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng, Vol. 7, No. pISSN: 2092-6782, EISSN: 2092-6790, pp. 244-258, 2015.

[10]

K. Sario¨z and E. Narli, "Effect of criteria on seakeeping performance assessment", Ocean Engineering, Vol. 32, No. doi: 10.1016/j.oceaneng.12.006, p.1161–1173, 2004.

[11]

"Ukooa FPSO design guidance notes for UKCS Service", R M Offshore LTD, Project reviews LTD, 2002.

[12]

R. P. Fernández, "Seakeeping in the navigation – Example in trimaran ships", International Journal for Traffic and Transport Engineering, Vol. 3, p.221 – 235, 2012.

[13]

A. C. L. Siow, "Wave induce motion of round shaped FPSO", Journal of Subsea and Offshore, Vol.1, 2015.

[14]

T. R. E. Triantaphyllou, "Multi-Criteria Decision Making: An operations research approach" Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, Vol.15, pp.175-186, 1998.

[15]

M. Velasquez and P. T. Hester, "An Analysis of Multi-Criteria Decision Making Methods," International Journal of Operations Research, Vol.10, pp. 56-66, 2013.

[16]

IMO, "IMO IS Code, Part B, Chapter 2.4.5", 2008.

[17]

MARPOL, "MARPOL, Regulation 25.3C", 1994.

[18]

 API, "Design and analysis of station keeping systems for floating structures, Third edition", 2013.

[19]

J. W. s. J. F. Willson, Dynamics of offshore structures, CANADA, 2003.

[20]

ISO, "Human response to vibration-Measuring instrumentation", 1999.

[21]

ISO, "Mechanical vibration and shock-Evaluation of human exposure to whole-body vibration", 1997.

[22]

ORCAFLEX manual, Version 9.8a,

 Orcina Ltd, Daltongate, Ulverston, Cumbria, LA12 7AJ, UK, 2014.

[23]

Offshore standard DNV-OS-C301, Stability and Watertight Integrity, July 2014.