半潛式平臺系泊系統(tǒng)型式及其動力特性研究.pdf

1、半潛式平臺由數(shù)個立柱和水平浮體相聯(lián)結(jié)，以支撐上部模塊，立柱的水線面面積較小，抗風浪能力強，適應(yīng)水深范圍廣，鉆機能力強，具有多種作業(yè)功能，在深水油氣開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。 半潛式平臺一般需要通過系泊系統(tǒng)長期系泊于惡劣的海洋環(huán)境中作業(yè)，通常由輻射狀布置的8個以上系泊纜組成，對于定位能力要求高的浮體還配有動力定位系統(tǒng)?？紤]到動力定位系統(tǒng)在使用中初始設(shè)備成本高，以及包括燃料消耗、維修、周期性測試、人員培訓在內(nèi)的操作費用較高等缺陷，系泊系統(tǒng)

2、具有更廣的適用水深范圍和較高的工程實用價值。系泊系統(tǒng)既要保證浮體運動滿足作業(yè)工況和生存工況要求，防止鉆井立管、生產(chǎn)立管斷裂，又要避免系泊纜與附近海域的船舶，作業(yè)平臺系統(tǒng)和海底管道之間的碰撞。因此在設(shè)計這類新型海洋結(jié)構(gòu)物時，正確選擇系泊系統(tǒng)型式，并確定其在海洋環(huán)境載荷作用下的運動響應(yīng)及動力響應(yīng)顯得十分重要。 論文通過理論分析和數(shù)值計算對一座預想工作海域為我國南海的半潛式鉆井平臺在不同水深的系泊系統(tǒng)的選型和動力特性進行研究。

3、 論文主要工作以下幾個方面： 1、深水浮式生產(chǎn)系統(tǒng)耦合分析方法研究 本文依據(jù)三維勢流理論和系泊纜動力計算有限元法在頻域、時域中耦合分析浮體和系泊系統(tǒng)的運動、動力特性，充分考慮系泊纜的剛度，拖曳力，慣性力和流載荷對動態(tài)系統(tǒng)的影響。 2、系泊系統(tǒng)動力特性影響參數(shù)的研究 本文分析系泊纜的相關(guān)參數(shù)、系泊纜布置角度和數(shù)目對半潛平臺懸鏈線式系泊系統(tǒng)運動響應(yīng)和動力響應(yīng)的影響規(guī)律，合理選取系泊系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)可以有效控制平臺

4、運動和系泊纜動力響應(yīng)。 3、懸鏈線式和張緊式系泊系統(tǒng)比較研究 本文比較深水張緊式和懸鏈線式系泊半潛式平臺的定位能力、有效性以及動力響應(yīng)，分析系泊纜拖曳力變化對張緊式和懸鏈線式系泊動力效應(yīng)的影響，以及張緊式和懸鏈線式系泊纜節(jié)點運動特點。隨著半潛式平臺向深海發(fā)展，懸鏈線式系泊系統(tǒng)總重量增加，動力效應(yīng)顯著，半潛平臺甲板可變載荷需要和設(shè)計浮力的限制使深水聚酯纜張緊式系泊系統(tǒng)的應(yīng)用更為普遍。 4、不同水深系泊系統(tǒng)動力特性研

5、究 隨著海上油氣開發(fā)向深海發(fā)展，深水系泊系統(tǒng)設(shè)計研究遇到更大的挑戰(zhàn)，本文主要計算不同水深的懸鏈線式和張緊式系泊系統(tǒng)運動和動力響應(yīng)結(jié)果，評估傳統(tǒng)的鋼纜懸鏈式系泊和聚酯纜張緊式系泊的適用水深范圍。 本論文圍繞深水半潛式平臺系泊系統(tǒng)的型式和動力特性問題展開了一系列工作，對深海半潛式平臺系泊系統(tǒng)的數(shù)值計算方法、系泊系統(tǒng)動力特性影響參數(shù)、不同水深不同系泊系統(tǒng)動力特性等方面的內(nèi)容進行了研究，得到了相應(yīng)的研究結(jié)果可為不同水深系泊系統(tǒng)型