Resumen de Methodology for the structural analysis of a main deck of FPSO vessel supporting an offshore crane

Diego Fabián Hernández Ménez, Iván Félix González, José Hernandez, A. Leobardo Herrera May

• español

  Las grúas montadas mar adentro sobre las superficies de buques de producción, almacenamiento y abastecimiento (FPSO, por sus siglas en inglés) afectan la respuesta estructural de sus cubiertas principales, las cuales pueden alterar la operación segura de los buques FPSO. Generalmente, las reglas de sociedades de clasificación son usadas para predecir la resistencia estructural de la cubierta principal de buques FPSO. Sin embargo, estas reglas estan limitadas para estimar la variación del comportamiento estructural de la cubierta principal causada por la operación de engranes mar adentro con diferentes condiciones hidrodinámicas. Este artículo presenta una metodología para determinar la alteración del comportamiento estructural de una cubierta principal de un buque FPSO debido a diferentes condiciones de operación de una grúa sobre orugas. Esta metodología considera la respuesta hidrodinámica para dos estados límites últimos: condiciones de operación y tormenta desde una profundidad de mar de 1000 m en Golfo de México con periodos de retorno de 10 y 100 años, respectivamente. La metodología incluye modelos del método de elementos finitos de la cubierta principal soportando una grúa sobre orugas para predecir su respuesta estructural. El máximo esfuerzo de von Mises de la cubierta principal no supera el máximo esfuerzo admisible, lo cual permite un funcionamiento seguro del engrane mar adentro. La metodología propuesta puede ser usada para estimar el funcionamiento estructural de cubiertas principales de buques FPSO que son modificadas para soportar grúas mar adentro, considerando las respuestas hidrodinámicas para cada buque sujetas a condiciones de operación y extremas en su localización. Así, diseñadores navales podrían seleccionar las mejores modificaciones estructurales de las cubiertas principales que disminuyan sus costos de construcción y mantenimiento.

• English

  Offshore cranes placed on the surface of Floating Production Storage and Offloading (FPSO) vessels affect the structural response of their main decks, which can alter the safe operation of the FPSO vessels. Generally, classification societies rules are used to predict the structural strength of the main deck of FPSO vessels. However, these classification societies rules are limited to estimate the variation of the structural performance of the main deck caused by the operation of offshore cranes under different hydrodynamic conditions. Here, we present a methodology to determine the alteration of the structural behavior of a main deck of FPSO vessel due to different operation conditions of a board offshore crane. This methodology considers the hydrodynamic response for two ultimate limit states: operating and storm conditions from 1000 m water depth in Gulf of Mexico with a return period of 10 and 100 years, respectively. The methodology includes finite element method (FEM) models of the main deck supporting an offshore crane to predict its structural response. The maximum von Mises stress of the main deck does not overcome its maximum permissible stress, which allows a safe operation of the FPSO crane. The proposed methodology can be used to estimate the structural behavior of main decks of FPSO vessels that are modified for supporting offshore cranes, regarding the hydrodynamic response for each FPSO under the operation and extreme conditions in its location. Thus, naval designers could select the better structural modifications of the main decks that decrease their costs of construction and maintenance.