海洋平臺浮托安裝數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著人類對油氣資源需求的不斷增加，對海上油氣資源的開采力度加大，因此越來越多的海洋平臺被廣泛應用于海上油氣的開采生產(chǎn)服務當中。而大多數(shù)的海洋平臺都需在海上安裝完成后才能進行油氣的開采與生產(chǎn)，目前用于海洋平臺海上安裝的方法主要有傳統(tǒng)的吊裝法和新興的浮托法，其中浮托安裝法是目前一種比較安全、經(jīng)濟、可靠的大型組塊海上安裝方法。
　　首先,本文介紹了浮托法安裝海洋平臺的主要程序、關鍵技術及關鍵設備等，總結了國內(nèi)外學者在浮托法安裝海洋平臺技

2、術方面的研究，對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀有了總體把握，同時發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對浮托技術的數(shù)值研究較少，特別是對浮托過程中撞擊力的研究更少，而浮托駁船與導管架樁腿之間的剛性碰撞幾乎無人研究，因此本文針對該問題展開了一系列的研究。
　　其次，本文根據(jù)某導管架平臺的海上浮托法安裝，利用ANSYS-AQWA軟件建立數(shù)值浮托模型，基于三維勢流理論，在頻域里對浮托駁船的水動力參數(shù)進行了計算分析，主要包括相應的附加質量與阻尼系數(shù)、一階波浪力（矩）傳遞函數(shù)與二階波浪

3、力（矩）傳遞函數(shù)等，并研究了不同水深吃水比對這些參數(shù)的影響。
　　再次，對浮托模型進行了時域耦合分析。駁船就位狀態(tài)時，在不同波高、浪向角、譜峰周期條件下對駁船以及上部組塊的關鍵點運動進行監(jiān)測分析，結果發(fā)現(xiàn)上部組塊關鍵點的運動情況并不滿足駁船就位要求，同時關注了系泊系統(tǒng)的系泊力變化情況，結果發(fā)現(xiàn)1.25m橫浪、1.50m尾斜浪與橫浪條件下系泊力未滿足API規(guī)范要求，因此，作者對系泊系統(tǒng)進行了優(yōu)選，最后找到一種較為合適的系泊系統(tǒng)布置方

4、案，使得駁船與上部組塊關鍵點運動以及系泊力的變化情況均滿足駁船就位狀態(tài)要求與API規(guī)范要求。
　　最后，在優(yōu)選后的系泊系統(tǒng)基礎上，重點研究了駁船就位狀態(tài)時，船舷與導管架樁腿之間的剛性與柔性碰撞，以及上部組塊荷載轉移0％時，上部組塊與導管架樁腿之間的垂向撞擊力。解決了AQWA軟件中模擬船舷撞擊力問題，尤其是剛性碰撞撞擊力問題，這是本文的主要創(chuàng)新點。并利用護舷對樁腿耦合裝置進行了模擬，測定了垂向撞擊力。通過對船舷撞擊力與垂向撞擊力的研