雙船浮托安裝中多浮體水動(dòng)力性能及運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究.pdf

1、隨著人類對深海油氣資源的需求日益迫切，越來越多的海上鉆井和采油平臺(tái)陸續(xù)被提出并應(yīng)用到油氣開采服務(wù)中。這些海洋平臺(tái)一般都需要在海上進(jìn)行安裝才能從事生產(chǎn)服務(wù)，而怎樣安全快速地安裝這些平臺(tái)一直是海上施工研究的重點(diǎn)。平臺(tái)的安裝一般分為吊裝法和浮托法，海上平臺(tái)的安裝作業(yè)中，傳統(tǒng)的吊裝法已不能滿足組塊安裝的需要，并且費(fèi)用越來越高。大型組塊的單船浮托安裝在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用，但這種方法要求下部結(jié)構(gòu)導(dǎo)管架的設(shè)計(jì)滿足單船進(jìn)入的要求，而且隨著上部組塊重

2、量的逐漸增大，單船浮托容易受到駁船吃水的限制，因此近年來，雙船浮托法已經(jīng)成為了海洋平臺(tái)安裝的熱點(diǎn)。
　　本文首先介紹了海洋工程浮托法特別是雙船浮托法的操作過程，分析了浮托法安裝中的關(guān)鍵技術(shù)，并對浮托法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜述。另外對海洋工程多浮體技術(shù)的研究方法和研究方向做了總結(jié)，對多浮體技術(shù)的研究有了整體的把握。
　　其次建立駁船濕表面模型，設(shè)置了不同的浮體間距和水深吃水比，在頻域內(nèi)對其水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析。揭示

3、了浮體相互作用和浮體間距對駁船水動(dòng)力系數(shù)的影響，獲得了水深吃水比對駁船相關(guān)水動(dòng)力參數(shù)的變化規(guī)律。相互作用和間距對駁船的影響主要體現(xiàn)在波頻范圍，另外隨著水深的變淺，結(jié)構(gòu)的附加阻尼和附加質(zhì)量呈增大趨勢。
　　在時(shí)域內(nèi)對上部組塊轉(zhuǎn)移過程中的多浮體系統(tǒng)進(jìn)行了耦合動(dòng)力分析，重點(diǎn)研究了駁船之間系纜剛度和護(hù)舷摩擦對系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響，得出系纜剛度和摩擦系數(shù)的增大可以有效的減小系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)還分析了在不同波高和浪向下多浮體系統(tǒng)

4、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的變化。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對環(huán)境變化極為敏感，隨著波高的增大，船體之間的相對運(yùn)動(dòng)和系纜力明顯增加，且在90度浪向下系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)最為劇烈。
　　最后針對駁船和上部組塊的連接方式進(jìn)行了研究，分析得出在剛性連接的情況下，雙駁船系統(tǒng)最為穩(wěn)定。因此，針對剛接下的雙駁船系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)，得到其垂直面自由度的固有周期，結(jié)果表明雙駁船系統(tǒng)在安裝過程可以避免與下部平臺(tái)發(fā)生共振。
　　本文采用多體分析方法對雙船浮托法過程中相關(guān)問題進(jìn)行了研究，豐