深水浮筒回收作業(yè)的數(shù)值模擬.pdf

1、為緩解深水勘探開發(fā)與作業(yè)成本之間的矛盾,挪威技術(shù)開發(fā)公司Atlantis Deepwater Technology Holding(ADTH)提出了一種全新的深水觀念--人造海床技術(shù)Artificial Buoyant Seabed(ABS)。該技術(shù)應(yīng)用浮筒浮力原理人工提高海床,實(shí)現(xiàn)了淺水設(shè)備在深水勘探和開發(fā)中的應(yīng)用。2004年6月,ADTH與中海油田服務(wù)股份有限公司China Oilfield Services Limited(COS

2、L)合作研發(fā)這一項(xiàng)目,并于2008年6月在中國南海進(jìn)行了深水浮筒鉆井預(yù)試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)浮筒在回收過程中上浮速度過快,并且在上浮過程中水平方向產(chǎn)生偏移,這使得浮筒和水面上設(shè)備的對(duì)接產(chǎn)生問題。
　　 本文主要針對(duì)以上兩個(gè)問題,討論浮簡在上浮過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律。首先利用Fortran語言編程,采用面元法求解浮筒的附加質(zhì)量;之后,利用FLUENT中的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬浮筒在深水處自由上浮的運(yùn)動(dòng),得到浮簡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其受力。用

3、同樣方法模擬不同工況時(shí)浮筒的運(yùn)動(dòng),結(jié)合面元法求出的不同尺寸浮筒的附加質(zhì)量,探究浮筒運(yùn)動(dòng)過程中水平方向的粘性力系數(shù)和雷諾數(shù)之間的關(guān)系;建立在近波面處受到波浪影響時(shí)浮筒的運(yùn)動(dòng)方程,采用四階定步長龍閣-庫塔法求解出浮筒在這一過程中時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡以及速度變化規(guī)律;最后,在忽略水面波浪的前提下,建立浮筒在出水過程中的運(yùn)動(dòng)方程,利用求解導(dǎo)彈出水的俄羅斯半經(jīng)驗(yàn)公式求解此過程中浮筒所受的流體動(dòng)力,計(jì)算浮筒出水瞬間的速度,以及浮簡在水平方向上的位移。