基于實(shí)測(cè)的導(dǎo)管架下水研究.pdf

1、隨著我國(guó)海洋油氣開發(fā)的發(fā)展，導(dǎo)管架平臺(tái)的運(yùn)用越來越普遍，并且所能到達(dá)的水深越來越深，導(dǎo)管架的尺度也隨之增大。目前大部分的大中型導(dǎo)管架采用駁船運(yùn)輸和滑移下水進(jìn)行安裝，這就導(dǎo)管架對(duì)下水過程的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
　　本文以導(dǎo)管架下水的實(shí)型測(cè)量為基礎(chǔ)，結(jié)合模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算，對(duì)大型導(dǎo)管下水的過程進(jìn)行了全面的分析討論。
　　導(dǎo)管架下水實(shí)型測(cè)量的內(nèi)容主要包括兩部分：一是下水過程導(dǎo)管架和駁船的運(yùn)動(dòng)；二是下水過程中搖臂的受力情況。對(duì)于導(dǎo)

2、管架的運(yùn)動(dòng)，本文設(shè)計(jì)了GPS/慣性導(dǎo)航組合系統(tǒng)來進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)導(dǎo)管架處于水面上時(shí)，利用精度較高的GPS測(cè)量其運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)導(dǎo)管架入水后，GPS失效，利用慣性導(dǎo)航測(cè)量導(dǎo)管架加速度；結(jié)合姿態(tài)矩陣解算導(dǎo)管架和駁船在下水過程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)歷。針對(duì)駁船搖臂在下水過程中的受力情況，選取可能出現(xiàn)的壓力集中點(diǎn)，設(shè)計(jì)應(yīng)力測(cè)量方案，利用光纖光柵應(yīng)變計(jì)對(duì)導(dǎo)管架下水過程中搖臂受力進(jìn)行實(shí)型測(cè)量。
　　實(shí)測(cè)得出的運(yùn)動(dòng)結(jié)果表明，整個(gè)導(dǎo)管架下水過程持續(xù)時(shí)間約為80s。期

3、間經(jīng)歷了導(dǎo)管架與駁船只有相對(duì)滑動(dòng)、導(dǎo)管架與搖臂同步旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)管架自扶正等階段。整個(gè)過程中導(dǎo)管所能到達(dá)的最大潛深約在水面以下80~90m，導(dǎo)管架最大縱搖角度為25°左右。搖臂受力最大的時(shí)刻出現(xiàn)在導(dǎo)管架重心滑移到搖臂轉(zhuǎn)軸上方時(shí)，此時(shí)單個(gè)搖臂表面受力大約在6000t~7000t之間。
　　模型試驗(yàn)中，選取不同的初始下水縱傾角，對(duì)下水過程進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果顯示，不同的初始下水縱傾角對(duì)導(dǎo)管架的運(yùn)動(dòng)影響不大，其最大縱搖角隨著初始縱傾的增大而略微減小

4、；但是對(duì)于駁船而言，初始下水縱傾角越大，在下水過程中其所能達(dá)到的最大縱搖角也越大。模型試驗(yàn)得出的導(dǎo)管架縱搖和垂蕩時(shí)歷曲線換算到實(shí)型值與實(shí)測(cè)值對(duì)比結(jié)果顯示，縱搖和垂蕩的幅值均符合得較好，而下水過程中各關(guān)鍵時(shí)刻的時(shí)間節(jié)點(diǎn)均有所差別，通過模型試驗(yàn)換算的時(shí)間要長(zhǎng)于實(shí)際測(cè)量值，本文分析認(rèn)為是由于雷諾數(shù)的不同引起的。
　　對(duì)導(dǎo)管架下水過程的數(shù)值模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管架與滑道間的不同摩擦力系數(shù)會(huì)對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生比較大的影響，主要體現(xiàn)在各關(guān)鍵時(shí)刻的