半潛式平臺氣隙響應(yīng)的預(yù)報.pdf

1、目前在深海油氣田鉆采工程中獲得廣泛應(yīng)用的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)主要有FPSO、SEMI-SUBMERSIBLE、SPAR和TLP四種。其中半潛式平臺由于總投資小，甲板面積和可變載荷大，移動靈活，穩(wěn)定性好，作業(yè)可靠，在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。尤其是其工作水深范圍廣，能夠適應(yīng)較惡劣的海況條件，在我國南海等深水海域有著廣泛的應(yīng)用前景。 氣隙是指波浪表面到平臺下甲板下表面的垂直距離，它是平臺設(shè)計過程中要考慮的關(guān)鍵問題之一。為了減小波浪載

2、荷，海洋工程結(jié)構(gòu)物的垂向支撐結(jié)構(gòu)（如半潛平臺的立柱，導(dǎo)管架平臺的支腿等）一般較為細長，而甲板面積則相對巨大以增加作業(yè)能力。因此，若波浪直接砰擊甲板，則可能造成嚴重的結(jié)構(gòu)破壞，甚至導(dǎo)致平臺傾覆。 本論文通過理論分析、數(shù)值計算和模型試驗相結(jié)合的研究方法，以一座深水半潛式鉆井平臺為例， 1、引入了一種新的試驗數(shù)據(jù)處理方法，得到概率對應(yīng)的氣隙響應(yīng)曲線。該響應(yīng)曲線近視為直線。(1)它可以更準確地對各測點發(fā)生波浪砰擊的危險程度進行

3、比較；(2)還可以用來分析各測點相對波面升高對入射波高的敏感程度，曲線斜率越高，敏感程度也越高；(3)同時，還可以使用其對未進行水池模型試驗的海況下的平臺氣隙響應(yīng)進行預(yù)報。 2、對平臺在5種海況下的氣隙響應(yīng)進行了數(shù)值計算，并與相應(yīng)的模型試驗相比較。從比較結(jié)果可以看出：(1）在海況條件惡劣，波高較大時，一階數(shù)值計算和Stokes二階統(tǒng)計修正的結(jié)果均低估了相對波面升高的極值，且波陡越大，低估越嚴重。但是，它可以較好的預(yù)報危險點的位

4、置，因此，可以用來在進行模型試驗之前確定探針的布置位置和試驗浪向;(2）垂蕩對半潛平臺的垂向運動的影響最大，但橫搖和縱搖的影響也不可忽視，尤其是波浪譜峰周期與搖動的固有周期接近時;（3）平臺在斜浪和橫浪時，在立柱的外角隅區(qū)域上浪的危險最大，在數(shù)值預(yù)報和試驗測量時須予以特別關(guān)注，同時在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時可進行適當(dāng)?shù)木植考訌?；?）高階散射和立柱處的波浪爬升效應(yīng)對氣隙的影響不可忽略，但目前尚無較好的數(shù)值計算軟件和方法，因此，在新平臺設(shè)計時，一般