半潛式鉆井平臺錨泊定位三維動態(tài)仿真.pdf

1、半潛式鉆井平臺具有抵抗風浪能力突出，載荷可變量大，作業(yè)范圍廣等優(yōu)點，在深海油氣開發(fā)過程中得到了廣泛的應用。錨泊定位系統(tǒng)是半潛式鉆井平臺的重要設(shè)備之一。仿真、模擬環(huán)境載荷下平臺錨泊定位具有一定的實際應用價值。
　　本文以海洋石油981鉆井平臺為研究對象，根據(jù)平臺錨泊定位系統(tǒng)的配置以及定位控制的要求，利用數(shù)學模型、環(huán)境載荷計算、優(yōu)化算法、建模軟件等技術(shù)實現(xiàn)了平臺錨泊系統(tǒng)的三維動態(tài)仿真系統(tǒng)。主要完成工作如下：
　　(1)在明確研究

2、對象和相應的參數(shù)以及假設(shè)海浪的一階干擾力引起的往復運動不計入系泊系統(tǒng)的控制要素之下，探討了平臺錨泊定位系統(tǒng)的運動模型，風載荷計算模型，海浪的二階干擾力的計算模型以及流載荷的擾動力計算模型；討論了海浪的形成與分類、Jonswap海浪譜密度函數(shù)以及海浪平面的數(shù)學模型；仿真了單點浪高隨時間變化的二維圖以及同一時刻不同平面點的三維海面圖。
　　(2)針對海洋鉆井平臺錨泊定位系統(tǒng)受風、浪、流環(huán)境因素影響問題，在平臺錨泊定位系統(tǒng)低頻運動模型、

3、風、流以及二階波浪力載荷計算數(shù)學建模的基礎(chǔ)上，建立了錨鏈張力優(yōu)化目標函數(shù)和約束條件，利用非線性規(guī)劃與遺傳算法結(jié)合的改進的遺傳算法優(yōu)化錨鏈的張力分布，保證12條錨鏈受力盡力均衡，防止單根錨鏈因受力過大而斷裂，并在Simulink中搭建仿真模型，進行時域運動仿真，仿真結(jié)果表明：所建立的優(yōu)化模型是有效的。
　　(3)在了解海洋鉆井平臺、錨泊定位系統(tǒng)的構(gòu)造與配置以及采集實體模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選擇3D模型開發(fā)工具；討論了建模原則、建模方法以