半潛式平臺(tái)系泊系統(tǒng)型式及其動(dòng)力特性研究.pdf

1、半潛式平臺(tái)由數(shù)個(gè)立柱和水平浮體相聯(lián)結(jié)，以支撐上部模塊，立柱的水線面面積較小，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，適應(yīng)水深范圍廣，鉆機(jī)能力強(qiáng)，具有多種作業(yè)功能，在深水油氣開(kāi)發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。 半潛式平臺(tái)一般需要通過(guò)系泊系統(tǒng)長(zhǎng)期系泊于惡劣的海洋環(huán)境中作業(yè)，通常由輻射狀布置的8個(gè)以上系泊纜組成，對(duì)于定位能力要求高的浮體還配有動(dòng)力定位系統(tǒng)?？紤]到動(dòng)力定位系統(tǒng)在使用中初始設(shè)備成本高，以及包括燃料消耗、維修、周期性測(cè)試、人員培訓(xùn)在內(nèi)的操作費(fèi)用較高等缺陷，系泊系統(tǒng)

2、具有更廣的適用水深范圍和較高的工程實(shí)用價(jià)值。系泊系統(tǒng)既要保證浮體運(yùn)動(dòng)滿足作業(yè)工況和生存工況要求，防止鉆井立管、生產(chǎn)立管斷裂，又要避免系泊纜與附近海域的船舶，作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)和海底管道之間的碰撞。因此在設(shè)計(jì)這類(lèi)新型海洋結(jié)構(gòu)物時(shí)，正確選擇系泊系統(tǒng)型式，并確定其在海洋環(huán)境載荷作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及動(dòng)力響應(yīng)顯得十分重要。 論文通過(guò)理論分析和數(shù)值計(jì)算對(duì)一座預(yù)想工作海域?yàn)槲覈?guó)南海的半潛式鉆井平臺(tái)在不同水深的系泊系統(tǒng)的選型和動(dòng)力特性進(jìn)行研究。

3、 論文主要工作以下幾個(gè)方面： 1、深水浮式生產(chǎn)系統(tǒng)耦合分析方法研究 本文依據(jù)三維勢(shì)流理論和系泊纜動(dòng)力計(jì)算有限元法在頻域、時(shí)域中耦合分析浮體和系泊系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特性，充分考慮系泊纜的剛度，拖曳力，慣性力和流載荷對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的影響。 2、系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性影響參數(shù)的研究 本文分析系泊纜的相關(guān)參數(shù)、系泊纜布置角度和數(shù)目對(duì)半潛平臺(tái)懸鏈線式系泊系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律，合理選取系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)可以有效控制平臺(tái)

4、運(yùn)動(dòng)和系泊纜動(dòng)力響應(yīng)。 3、懸鏈線式和張緊式系泊系統(tǒng)比較研究 本文比較深水張緊式和懸鏈線式系泊半潛式平臺(tái)的定位能力、有效性以及動(dòng)力響應(yīng)，分析系泊纜拖曳力變化對(duì)張緊式和懸鏈線式系泊動(dòng)力效應(yīng)的影響，以及張緊式和懸鏈線式系泊纜節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。隨著半潛式平臺(tái)向深海發(fā)展，懸鏈線式系泊系統(tǒng)總重量增加，動(dòng)力效應(yīng)顯著，半潛平臺(tái)甲板可變載荷需要和設(shè)計(jì)浮力的限制使深水聚酯纜張緊式系泊系統(tǒng)的應(yīng)用更為普遍。 4、不同水深系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性研

5、究 隨著海上油氣開(kāi)發(fā)向深海發(fā)展，深水系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究遇到更大的挑戰(zhàn)，本文主要計(jì)算不同水深的懸鏈線式和張緊式系泊系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果，評(píng)估傳統(tǒng)的鋼纜懸鏈?zhǔn)较挡春途埘ダ|張緊式系泊的適用水深范圍。 本論文圍繞深水半潛式平臺(tái)系泊系統(tǒng)的型式和動(dòng)力特性問(wèn)題展開(kāi)了一系列工作，對(duì)深海半潛式平臺(tái)系泊系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法、系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性影響參數(shù)、不同水深不同系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性等方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究，得到了相應(yīng)的研究結(jié)果可為不同水深系泊系統(tǒng)型