半潛式平臺系泊系統型式及其動力特性研究.pdf

1、半潛式平臺由數個立柱和水平浮體相聯結，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)中得到廣泛應用。 半潛式平臺一般需要通過系泊系統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。考慮到動力定位系統在使用中初始設備成本高，以及包括燃料消耗、維修、周期性測試、人員培訓在內的操作費用較高等缺陷，系泊系統

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)平臺系統和海底管道之間的碰撞。因此在設計這類新型海洋結構物時，正確選擇系泊系統型式，并確定其在海洋環(huán)境載荷作用下的運動響應及動力響應顯得十分重要。 論文通過理論分析和數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、深水浮式生產系統耦合分析方法研究 本文依據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)系統的影響。 2、系泊系統動力特性影響參數的研究 本文分析系泊纜的相關參數、系泊纜布置角度和數目對半潛平臺懸鏈線式系泊系統運動響應和動力響應的影響規(guī)律，合理選取系泊系統設計參數可以有效控制平臺

4、運動和系泊纜動力響應。 3、懸鏈線式和張緊式系泊系統比較研究 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，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，懸鏈線式系泊系統總重量增加，動力效應顯著，半潛平臺甲板可變載荷需要和設計浮力的限制使深水聚酯纜張緊式系泊系統的應用更為普遍。 4、不同水深系泊系統動力特性研

5、究 隨著海上油氣開發(fā)向深海發(fā)展，深水系泊系統設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運動和動力響應結果，評估傳統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的數值計算方法、系泊系統動力特性影響參數、不同水深不同系泊系統動力特性等方面的內容進行了研究，得到了相應的研究結果可為不同水深系泊系統型