新型系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其水動(dòng)力性能分析.pdf

1、海洋石油資源的開(kāi)發(fā)具有很大的潛能，海洋工程也逐漸向深海發(fā)展，海洋工程的主體是海洋結(jié)構(gòu)物，但是海洋結(jié)構(gòu)物在深海中，特別是極端海況下的運(yùn)動(dòng)也是需要考慮的重點(diǎn)，這就充分體現(xiàn)系泊系統(tǒng)的重要性。系泊的方式有很多種，都能起到一定的效果，但是需要優(yōu)中擇優(yōu)，為了更好的控制海洋結(jié)構(gòu)物的垂蕩運(yùn)動(dòng)，使立管在正常環(huán)境條件或者極端環(huán)境條件下工作得到補(bǔ)償。因此，在原有的海洋結(jié)構(gòu)物中，設(shè)計(jì)出系泊系統(tǒng)使海洋結(jié)構(gòu)物低垂蕩運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)物盡可能多的時(shí)間進(jìn)行鉆探。
　　

2、本文特定南海百年一遇海況，對(duì)新型系泊系統(tǒng)和張緊式系統(tǒng)作用下平臺(tái)主體、系泊系統(tǒng)進(jìn)行水動(dòng)力性能分析，同時(shí)對(duì)張緊式系泊系統(tǒng)作用下平臺(tái)主體在不同浪向和一根系泊纜斷裂的工況進(jìn)行分析。新型系泊設(shè)置中，水下631.5m處有連接體，而連接體的形狀，凈浮力和物理屬性對(duì)連接體的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)影響很大，間接的對(duì)海洋平臺(tái)主體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，因此，本文針對(duì)目標(biāo)情況，對(duì)連接體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和處理。然而，連接體的運(yùn)輸和起重過(guò)程也是當(dāng)今海洋工程需要研究的任務(wù)和重點(diǎn)，本文對(duì)重物

3、的起重過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真，在起重過(guò)程的多浮體中進(jìn)行耦合水動(dòng)力分析，起重系統(tǒng)屬于多體系統(tǒng)，因此重點(diǎn)考慮體與體之間的耦合作用。本論文主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）數(shù)值模擬主要包括頻域計(jì)算和時(shí)域計(jì)算。本文既應(yīng)用時(shí)域分析方法，又應(yīng)用頻域分析方法對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物及其系泊系統(tǒng)進(jìn)行水動(dòng)力性能分析。頻域計(jì)算主要表征海洋結(jié)構(gòu)物在不同頻率下的附加質(zhì)量系數(shù)和附加阻尼系數(shù)，還可以得到不同浪向下的RAO、一階波浪力、二階波浪力和傳遞函數(shù)等。時(shí)域分析方法主要表

4、征海洋結(jié)構(gòu)物及其系泊系統(tǒng)在一定的海洋環(huán)境條件下其運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和每根系泊纜的受力狀況，權(quán)衡其是否滿足規(guī)范的要求。在時(shí)域分析中，主要研究迎浪和橫浪作用下，海洋平臺(tái)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系泊纜不同的受力情況；同時(shí)還研究受力最大的系泊纜破斷的情況下，海洋結(jié)構(gòu)物狀態(tài)的改變和每根系泊纜頂端張力的變化趨勢(shì)。
　　（2）海洋平臺(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)范圍是鉆井效率的前提，時(shí)域耦合分析相同的平臺(tái)主體在不同的系泊系統(tǒng)作用下，海洋結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，對(duì)比分析兩套系泊系統(tǒng)的優(yōu)缺

5、點(diǎn)，主要考慮的方向是兩套系泊系統(tǒng)水平剛度的差異、垂向剛度的差異、系泊纜極端海況下斷裂的風(fēng)險(xiǎn)差異和海洋結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的差異。
　?。?）深水半潛式平臺(tái)采用多浮體系泊系統(tǒng)，多個(gè)浮體相互影響，相互作用，通過(guò)SIMO程序描述多浮體系泊系統(tǒng)，及系泊系統(tǒng)的連接，張力筋腱的應(yīng)用，通過(guò)調(diào)試每個(gè)體的平衡位置使多浮體達(dá)到靜平衡，進(jìn)而對(duì)多浮體系泊系統(tǒng)進(jìn)行全時(shí)域耦合分析。
　?。?）連接體是海洋平臺(tái)多浮體系泊系統(tǒng)的重要組成部分，重物的起重過(guò)程需要較