1.设计环境条件考虑
中国南海常常有台风过境，近年来台风的过境次数和毁坏力均有所增强，带来的结果是极限环境设计条件随之增加。LH11-1FPS设计条件变革情形比较如表1所示，从表中可以创造百一遇的极度设计条件涌现了非常明显的增加。处于安全设计考虑，系泊系统的极限设计条件也随之提高。考虑到该FPSO较长的设计寿命（30年），采取100一遇的环境条件来作为极度设计条件会使得终极结果偏于危险，基于此，系泊系统的极度设计条件从100年一遇增加到500年一遇。
利用如此严厉的环境条件作为打算设计条件，同时水深仅有87m，该FPSO的系泊系统设计碰着较大的寻衅。该系泊系统必须具有足够的破断强度以担保缆绳的安全性，同时还须要有足够的规复力特性以知足500年一遇条件下立管的安全性。
表1 南海LH11-1（老流花FPS）环境条件变革比较
极度设计条件(100YRP)设计寿命资料年份水深 [m]Hs [m]Tp [s]一小时均匀风速 [m/s]表面流速 [m/s]LH FPS12.9815.342.902.26151995300LH FPS13.6016.443.802.00102006300增加百分比[%]4.8%7.2%2.1%-11.5%/2.系泊设计
为了适应设计条件哀求，系泊系统须有合理的回答刚度以限定FPSO的位移。87m水深条件下，系泊链具有非常明显的悬链线特色，回答刚度紧张由系泊缆自身重量和海底卧链重所供应，为了达到更好的定位效果，锚链需增加配重块以增加系泊系统回答能力。为了掌握缆绳张力载荷和FPSO漂移运动，系泊系统的支配采取分组支配。常日，FPSO系泊系统的分组支配常日采取3X3、3X4或者更多缆绳的组合。一组缆绳须要多少根系泊缆须要通过剖析确定。由于系泊缆将与海底常常性的打仗、摩擦，因而聚酯缆不在考虑范围内。出于连接操作考虑，系泊缆连接导缆孔的上段部分应为钢链。为了减小单点垂向受力，系泊缆的中间段将选择钢缆。需把稳的是，须要避免钢缆涌如今系泊缆与海底的打仗段范围内，以避免频繁打仗对钢缆造成毁坏。
出于以上考虑，新建FPSO的系泊缆将由钢链-钢缆钢-链以及配重块组成。
为了估算所须要的上端钢链直径，FPSO压载工况时的导缆孔作为系泊缆上真个输入条件；处于简便考虑，风浪流同向的波浪主导环境条件作为输入条件；将FPSO最大的风力系数和流力系数作为输入条件。通过Ariane进行试算得出初步结论：上端链利用R4K4，直径不应小于146mm。
比拟无配重块和不同重量配重块对付系泊回答特性的影响进行了比较，比较结果如图2所示。系泊半径1200m，FPSO处于压载状态，锚链直径146mm。当配重块重量增加时（分别为1t/m, 1.3t/m 和1.6t/m），系泊缆刚度增加明显，同时张力也相应增加。当导缆孔水平偏移22m时，比较于无配重块系泊缆，有配重块时系泊缆上端张力分别增加8%，13%和15%。当系泊缆张力同为12000KN时，有配重块系泊缆连接的导缆孔偏移分别减小1.3m，1.9m和2.3m。综合考虑造价和性能，躺底段配重块重量选为1.3t/m。
图1 不同配重重量对系泊缆规复力特性影响
FPSO系泊系统采取分组支配，详细为4根系泊缆为一组，分为三组，全体系泊系统由12根系泊缆组成，单组中缆绳间距4°，每组缆绳间距108°。
图2 系泊支配
根据ABS规范对付单点系泊系统系泊剖析环境角度组合建议，对两种系泊半径系泊支配进行扫略剖析。为了快速得到设计值，剖析中采取Ariane作为剖析软件。打算结果表明：当FPSO压载时缆绳张力较大；当系泊半径为1200m时，缆绳张力载荷较小，FPSO位移较大。由于当前钢链直径已经较大，处于安全系数考虑，系泊半径1200m方案作为终极的系泊系统设计方案。
表2 两个系泊系统扫略剖析结果比较（系泊系统完全工况）
系泊半径950m系泊半径1200m系泊系统状态完全完全FPSO装载状态满载压载满载压载最大偏移 [m]26.720.931.3023.70最大张力[Tons]1097.05929.741007.63887.92最小安全系数1.581.861.721.953.耦合剖析
为了确保设计的系泊系统能够知足立管设计哀求需进行立管-系泊系统耦合剖析，选取范例工况分别利用Ariane 和Orcaflex进行剖析。由于Arian并不能考虑缆绳动态相应，在添加了动力放大系数进行改动后，缆绳张力结果与Orcaflex打算结果非常靠近，但FPSO偏移值小于Orcaflex打算结果，因而有必要进行立管-系泊系统耦合打算来进一步的剖析。
表3 Ariane 和Orcaflex在范例工况的剖析结果比较（系泊系统完全）
ArianeOrcaflex系泊系统状态完全完全FPSO装载状态满载满载最大偏移 [m]31.3035.88最大张力[Tons]1007.631013.90最小安全系数1.721.71利用Orcaflex建立立管-系泊系统时域耦合剖析模型。从立管选型剖析中可以确定远端工况时立管最危险，此时环境条件为500年一遇，环境来向为风浪流同向，沿着BetweenLine方向指向FPSO。耦合打算剖析进行了5个不同种子的时域打算，结果如表12所示。剖析结果表明，系泊系统能够知足立管设计哀求。
表4 Ariane 和Orcaflex在范例工况的剖析结果比较（系泊系统完全）
最大张力[KN]许可张力[KN]校核状态立管288.14329Pass脐带缆96.6500Pass最小波折半径 [m]许可最小波折半径 [m]校核状态立管6.6584.94Pass脐带缆5.1503.00Pass4.结论
针对一艘在中国南海北部水深87m油田事情的新建FPSO设计了单点系泊系统。针对500年一遇的极度设计进行时域动力剖析。比较了两种系泊半径下系泊系统的性能情形，并进行了立管-系泊系统耦合时域剖析。终极给出了如下结论：
1)较浅的水深使得系泊缆悬链线特性明显，其规复力紧张靠躺底链供应。为了提高系泊缆规复特性，对系泊缆添加1.3t/m的配重块，效果明显；
2)系泊半径1200m的系泊方案能够知足规范对张力安全系数的哀求和立管对付FPSO位移的哀求。950m系泊半径方案不能知足张力规范哀求，但FPSO最大漂移小于1200m的方案；
3)系泊系统能够知足规范对付缆绳张力安全系数的哀求和立管的哀求。在500年一遇的环境条件下立管和脐带缆在FPSO位移34m条件下知足最小波折半径和许用张力的哀求。
