深水Spar平臺的張緊式系泊系統(tǒng)性能研究.pdf

1、Truss spar平臺是深水海洋開發(fā)中常用的平臺，中間艙段采用桁架式結(jié)構(gòu)，不但節(jié)省用鋼量，同時具有更好的穩(wěn)性。張緊式系泊系統(tǒng)具有系泊半徑小、總重量輕、防腐蝕性能好等特點得到廣泛應(yīng)用。本文以Truss spar平臺為研究對象，將南海2000m水深目標海域環(huán)境參數(shù)統(tǒng)計值作為設(shè)計海況，一方面針對張緊式系泊系統(tǒng)進行性能分析，結(jié)合工程經(jīng)驗及平臺布局優(yōu)選系泊系統(tǒng)參數(shù)完成方案設(shè)計;另一方面確定了半張緊式系泊系統(tǒng)布置方案并與張緊式系泊系統(tǒng)進行性能對比

2、。通過耦合計算，在系泊系統(tǒng)動力特性影響參數(shù)、系泊方式、方案優(yōu)選思路等方面的進行了研究，探索了平臺運動響應(yīng)與系泊系統(tǒng)動力響應(yīng)的變化規(guī)律，為今后南海Truss Spar平臺系泊系統(tǒng)擇優(yōu)確定設(shè)計方案提供技術(shù)建議與工程參考。
　　在進行頻域分析時，為準確獲得平臺水動力參數(shù)，考慮了月池內(nèi)部流體的影響，同時引入TUBE單元及DISC單元進行等效處理，并結(jié)合AQWA NAUT模塊計入硬艙、軟艙及垂蕩板的阻尼對垂蕩運動的影響。將數(shù)值計算結(jié)果與平臺

3、固有周期比較發(fā)現(xiàn)，結(jié)果合理可靠。
　　然后對Truss Spar平臺張緊式系泊系統(tǒng)進行初步設(shè)計，采用錨鏈-聚酯纖維纜-鋼鏈三段材料組合方式布置。在進行時域耦合動態(tài)模擬時，依據(jù)API RP2SM規(guī)范，結(jié)合BRIDON材料屬性，采用安裝剛度計算平臺位移，采用風暴剛度計算系泊系統(tǒng)受力。
　　在設(shè)計系泊系統(tǒng)時，將參數(shù)按照對材料成本影響大小排序，依次分析了頂張角、導(dǎo)纜孔高度、分段長度、直徑、根數(shù)、布置方式及組內(nèi)夾角對平臺運動響應(yīng)及系泊

4、線動力響應(yīng)的影響，結(jié)合平臺布置逐步深入優(yōu)選方案。所設(shè)計的方案能夠較好控制成本，性能優(yōu)良。
　　最后得到四種海況張緊式系泊系統(tǒng)在完整與破損條件下，系泊線受力與平臺的六自由度位移結(jié)果，均滿足設(shè)計規(guī)范要求。在此基礎(chǔ)上完成半張緊式系泊系統(tǒng)設(shè)計，然后著重對比兩種系泊方式平臺的運動響應(yīng)。通過疊加水平運動軌跡，可明顯看出張緊式系泊系統(tǒng)對應(yīng)的平臺位移遠小于半張緊式，水平位移半徑極值減小50％以上。并且在系泊系統(tǒng)破損條件下對位移控制能力比半張緊式強