新型系泊系統(tǒng)的設計方法及其水動力性能分析.pdf

1、海洋石油資源的開發(fā)具有很大的潛能，海洋工程也逐漸向深海發(fā)展，海洋工程的主體是海洋結(jié)構(gòu)物，但是海洋結(jié)構(gòu)物在深海中，特別是極端海況下的運動也是需要考慮的重點，這就充分體現(xiàn)系泊系統(tǒng)的重要性。系泊的方式有很多種，都能起到一定的效果，但是需要優(yōu)中擇優(yōu)，為了更好的控制海洋結(jié)構(gòu)物的垂蕩運動，使立管在正常環(huán)境條件或者極端環(huán)境條件下工作得到補償。因此，在原有的海洋結(jié)構(gòu)物中，設計出系泊系統(tǒng)使海洋結(jié)構(gòu)物低垂蕩運動，使結(jié)構(gòu)物盡可能多的時間進行鉆探。
　　

2、本文特定南海百年一遇海況，對新型系泊系統(tǒng)和張緊式系統(tǒng)作用下平臺主體、系泊系統(tǒng)進行水動力性能分析，同時對張緊式系泊系統(tǒng)作用下平臺主體在不同浪向和一根系泊纜斷裂的工況進行分析。新型系泊設置中，水下631.5m處有連接體，而連接體的形狀，凈浮力和物理屬性對連接體的運動響應影響很大，間接的對海洋平臺主體的運動產(chǎn)生影響，因此，本文針對目標情況，對連接體進行優(yōu)化設計和處理。然而，連接體的運輸和起重過程也是當今海洋工程需要研究的任務和重點，本文對重物

3、的起重過程進行數(shù)值模擬仿真，在起重過程的多浮體中進行耦合水動力分析，起重系統(tǒng)屬于多體系統(tǒng)，因此重點考慮體與體之間的耦合作用。本論文主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）數(shù)值模擬主要包括頻域計算和時域計算。本文既應用時域分析方法，又應用頻域分析方法對海洋結(jié)構(gòu)物及其系泊系統(tǒng)進行水動力性能分析。頻域計算主要表征海洋結(jié)構(gòu)物在不同頻率下的附加質(zhì)量系數(shù)和附加阻尼系數(shù)，還可以得到不同浪向下的RAO、一階波浪力、二階波浪力和傳遞函數(shù)等。時域分析方法主要表

4、征海洋結(jié)構(gòu)物及其系泊系統(tǒng)在一定的海洋環(huán)境條件下其運動響應和每根系泊纜的受力狀況，權(quán)衡其是否滿足規(guī)范的要求。在時域分析中，主要研究迎浪和橫浪作用下，海洋平臺不同的運動狀態(tài)，系泊纜不同的受力情況；同時還研究受力最大的系泊纜破斷的情況下，海洋結(jié)構(gòu)物狀態(tài)的改變和每根系泊纜頂端張力的變化趨勢。
　?。?）海洋平臺的垂蕩運動范圍是鉆井效率的前提，時域耦合分析相同的平臺主體在不同的系泊系統(tǒng)作用下，海洋結(jié)構(gòu)物的運動響應，對比分析兩套系泊系統(tǒng)的優(yōu)缺

5、點，主要考慮的方向是兩套系泊系統(tǒng)水平剛度的差異、垂向剛度的差異、系泊纜極端海況下斷裂的風險差異和海洋結(jié)構(gòu)物運動響應的差異。
　　（3）深水半潛式平臺采用多浮體系泊系統(tǒng)，多個浮體相互影響，相互作用，通過SIMO程序描述多浮體系泊系統(tǒng)，及系泊系統(tǒng)的連接，張力筋腱的應用，通過調(diào)試每個體的平衡位置使多浮體達到靜平衡，進而對多浮體系泊系統(tǒng)進行全時域耦合分析。
　　（4）連接體是海洋平臺多浮體系泊系統(tǒng)的重要組成部分，重物的起重過程需要較