浮態(tài)制造過程中圓筒型海工平臺的運動響應及纜繩張力研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人類對化石能源的需求越來越高。然而陸地上以及近海岸的油氣資源日漸枯竭。由于深海蘊藏著豐富的油氣資源，進軍深海已成為必然趨勢。我國海域遼闊，儲存有大量的海洋油氣資源。但是，目前我國對其開發(fā)的技術水平不高，與世界先進國家存在著很大差距。因此，從國家能源安全考慮，研制專門用于深海油氣資源開采的鉆井平臺有著重要的戰(zhàn)略意義。
　　在研制世界首座圓筒型海工平臺SEVAN650的過程中，由于制造條件特殊和下水困難等問題，

2、采用了浮態(tài)制造這一新方法。它以水的浮力作為平臺的支撐，將漂浮著的半成品平臺作為制造基底，以“分層疊加，逐層制造”的方式來制造整個鉆井儲油平臺。圓筒型海工平臺在浮態(tài)制造過程中由碼頭系泊系統(tǒng)系于制造水域，將產(chǎn)生復雜的運動。系泊系統(tǒng)對于常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺的浮態(tài)制造精度以及臺風等極限條件下系泊安全有著非常顯著的影響。因此，對于浮態(tài)制造過程中平臺的運動響應和碼頭系泊系統(tǒng)的張力研究顯得尤為重要。
　　本文以圓筒型海工平臺為研究對象，對浮態(tài)制造

3、過程中不同工況下平臺的運動響應以及不同形式的系泊系統(tǒng)的力學性能進行了研究，并且根據(jù)計算結果對系泊系統(tǒng)提出改進方案。本論文的主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)利用AQWA軟件建立圓筒型海工平臺水深20 m時的有限元模型，在頻域范圍內(nèi)對平臺的水動力性能進行詳細研究，總結平臺在波浪中的運動響應特征，為平臺與系泊纜繩的時域分析提供基礎。
　　(2)根據(jù)頻域計算結果，在時域范圍內(nèi)分別對兩個時段常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺的運動響應和系泊纜繩張力進行

4、數(shù)值計算，分析系泊系統(tǒng)是否滿足浮態(tài)制造的精度要求。
　　(3)模擬了在臺風等極限條件下系泊系統(tǒng)對平臺的束縛作用，求出原系泊系統(tǒng)所能承受的最大風力等級。最后根據(jù)極限條件下，纜繩受力情況，對原系泊系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，提出一種新的系泊系統(tǒng)形式，使其能夠保證在臺風狀態(tài)下的系泊安全，避免纜繩斷裂而發(fā)生重大事故。
　　本文對浮態(tài)制造過程中圓筒型海工平臺所采用的碼頭系泊系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究分析，研究成果能夠豐富浮態(tài)制造這一理論，為浮態(tài)制造的