深水半潛式鉆井平臺(tái)水動(dòng)力性能分析及響應(yīng)控制.pdf

1、隨著海上油氣資源的開采逐漸向深水區(qū)轉(zhuǎn)移,浮式海洋平臺(tái)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。半潛式平臺(tái)抗風(fēng)浪能力強(qiáng),適用水深范圍廣,鉆機(jī)能力強(qiáng),因此半潛式鉆井平臺(tái)成為深水鉆井的主流平臺(tái)。開展半潛式平臺(tái)的相關(guān)研究對(duì)于我國(guó)開發(fā)南海深水區(qū)的油氣資源具有十分重要的意義。
　　本文以我國(guó)南海某半潛式鉆井平臺(tái)為研究目標(biāo),對(duì)平臺(tái)在南海作業(yè)海況及生存海況下的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上本文探索了一些控制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的方法,總結(jié)了一系列規(guī)律。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:<

2、br>　　首先,介紹了工程上廣泛應(yīng)用的四種浮式平臺(tái)(半潛式平臺(tái)、單柱式平臺(tái)、張力腿平臺(tái)以及浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪)的發(fā)展及應(yīng)用。同時(shí),對(duì)半潛式平臺(tái)的研究熱點(diǎn)及現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。
　　其次,基于水動(dòng)力計(jì)算軟件 AQWA-Line,建立了目標(biāo)平臺(tái)的水動(dòng)力計(jì)算模型,采用三維勢(shì)流理論,對(duì)平臺(tái)模型進(jìn)行了頻域分析,獲得了平臺(tái)的附加質(zhì)量系數(shù)、輻射阻尼系數(shù)和運(yùn)動(dòng)幅值響應(yīng)算子(RAO)等水動(dòng)力參數(shù),分析了平臺(tái)在規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)特性。在頻域分析的基礎(chǔ)上,建立了目

3、標(biāo)平臺(tái)的時(shí)域耦合計(jì)算模型,利用AQWA-Drift模塊,模擬了目標(biāo)平臺(tái)在實(shí)際海洋環(huán)境中的運(yùn)動(dòng),模擬的海況條件有作業(yè)海況和生存海況,分別計(jì)算了風(fēng)浪流0°和90°兩種典型入射方向,得到了平臺(tái)各個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)程及響應(yīng)譜,以及系泊纜的受力情況。
　　最后,以目標(biāo)平臺(tái)為原型,探索了重心高度、吃水深度以及垂蕩板結(jié)構(gòu)對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的影響規(guī)律,詳細(xì)討論了垂蕩板的質(zhì)量、安裝水深、面積以及形狀對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能的改變,通過(guò)對(duì)比各種平臺(tái)在頻域和時(shí)域中的運(yùn)