半潛式平臺(tái)氣隙響應(yīng)的預(yù)報(bào).pdf

1、目前在深海油氣田鉆采工程中獲得廣泛應(yīng)用的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)主要有FPSO、SEMI-SUBMERSIBLE、SPAR和TLP四種。其中半潛式平臺(tái)由于總投資小，甲板面積和可變載荷大，移動(dòng)靈活，穩(wěn)定性好，作業(yè)可靠，在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。尤其是其工作水深范圍廣，能夠適應(yīng)較惡劣的海況條件，在我國南海等深水海域有著廣泛的應(yīng)用前景。 氣隙是指波浪表面到平臺(tái)下甲板下表面的垂直距離，它是平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中要考慮的關(guān)鍵問題之一。為了減小波浪載

2、荷，海洋工程結(jié)構(gòu)物的垂向支撐結(jié)構(gòu)（如半潛平臺(tái)的立柱，導(dǎo)管架平臺(tái)的支腿等）一般較為細(xì)長，而甲板面積則相對(duì)巨大以增加作業(yè)能力。因此，若波浪直接砰擊甲板，則可能造成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞，甚至導(dǎo)致平臺(tái)傾覆。 本論文通過理論分析、數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，以一座深水半潛式鉆井平臺(tái)為例， 1、引入了一種新的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，得到概率對(duì)應(yīng)的氣隙響應(yīng)曲線。該響應(yīng)曲線近視為直線。(1)它可以更準(zhǔn)確地對(duì)各測點(diǎn)發(fā)生波浪砰擊的危險(xiǎn)程度進(jìn)行

3、比較；(2)還可以用來分析各測點(diǎn)相對(duì)波面升高對(duì)入射波高的敏感程度，曲線斜率越高，敏感程度也越高；(3)同時(shí)，還可以使用其對(duì)未進(jìn)行水池模型試驗(yàn)的海況下的平臺(tái)氣隙響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報(bào)。 2、對(duì)平臺(tái)在5種海況下的氣隙響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并與相應(yīng)的模型試驗(yàn)相比較。從比較結(jié)果可以看出：(1）在海況條件惡劣，波高較大時(shí)，一階數(shù)值計(jì)算和Stokes二階統(tǒng)計(jì)修正的結(jié)果均低估了相對(duì)波面升高的極值，且波陡越大，低估越嚴(yán)重。但是，它可以較好的預(yù)報(bào)危險(xiǎn)點(diǎn)的位

4、置，因此，可以用來在進(jìn)行模型試驗(yàn)之前確定探針的布置位置和試驗(yàn)浪向;(2）垂蕩對(duì)半潛平臺(tái)的垂向運(yùn)動(dòng)的影響最大，但橫搖和縱搖的影響也不可忽視，尤其是波浪譜峰周期與搖動(dòng)的固有周期接近時(shí);（3）平臺(tái)在斜浪和橫浪時(shí)，在立柱的外角隅區(qū)域上浪的危險(xiǎn)最大，在數(shù)值預(yù)報(bào)和試驗(yàn)測量時(shí)須予以特別關(guān)注，同時(shí)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)?shù)木植考訌?qiáng)；（4）高階散射和立柱處的波浪爬升效應(yīng)對(duì)氣隙的影響不可忽略，但目前尚無較好的數(shù)值計(jì)算軟件和方法，因此，在新平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，一般