随着海洋石油资源的开发利用不断向深海进军,浅海边际油气资源的勘探开发也引起了人们的日益关注,研究和建造适合浅海边际油气资源开发的小型浮式生产装置就成为目前所关注的热门课题。本文结合胜利油田设计院的小型浮式生产系统关键技术研究这一课题,对其中的系泊结构型式进行了研究。根据海洋石油工程设计指南第九册《海洋石油工程FPSO与单点系泊系统设计》,结合胜利油田埕岛浅海海域海洋环境,本文初步提出了一种类似塔架式软刚臂系泊装置——系泊塔导管架结构型式,并以此结构为对象进行了系统结构力学分析,主要内容如下:1.讨论了结构可能遇到的外界海洋环境荷载,采用目前规范(挪威船级社规定)中关于风、浪、流、冰荷载计算公式,分析了结构可能受到的环境外力和储油轮所产生的系泊力。2.以ANSYS数值分析系统为工具建立了系泊塔的数值模型,对结构进行了正常荷载工况、极限波浪荷载工况、极限冰荷载工况3种荷载组合形式的静力分析;通过兰索斯法进行的结构模态分析,验证了结构自身固有频率与波浪荷载频率之间的关系;运用完全法进行静荷载和瞬时冰荷载组合工况下的瞬态分析,进一步说明了冰荷载是该种结构的主要控制荷载。3.以上述数值分析结果为基础,总结了系泊塔结构的控制荷载和影响因素,并采用零阶方法通过ANSYS优化程序模块对结构重量、导管架直径和壁厚进行优化,最后选取一组优化结果验算结构在极限冰荷载工况下的强度。