海洋平臺多浮體水動力耦合分析.pdf

1、21世紀(jì)是海洋能源開發(fā)的新世紀(jì)，油氣資源的開發(fā)是海洋資源開發(fā)的重要組成部分。隨著海洋資源開發(fā)的加快和深化，以前被認(rèn)為很具挑戰(zhàn)性的多浮體也越來越普遍。深海油田的開發(fā)重要挑戰(zhàn)之一是為促進(jìn)生產(chǎn)平臺鉆井所需增加的載荷和功能要求。而平臺上方重量的增加將大大增加平臺的資本成本。為解決面臨的挑戰(zhàn)，需要開發(fā)出可靠又經(jīng)濟(jì)的開采平臺系統(tǒng)，而鉆井支持平臺的出現(xiàn)減少了生產(chǎn)平臺上的載荷和功能需求。這樣由張力腿生產(chǎn)平臺和半潛式鉆井支持平臺形成的海洋平臺多浮體在深水

2、作業(yè)時(shí)具有顯著的優(yōu)勢。由于作業(yè)的需要，兩平臺之間的間距不大。為了保證在深水作業(yè)時(shí)不發(fā)生碰撞以及順利地進(jìn)行海上鉆井作業(yè)，對海洋平臺多浮體及系泊系統(tǒng)進(jìn)行水動力耦合分析具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用時(shí)域耦合方法，針對張力腿生產(chǎn)平臺和半潛式鉆井支持平臺組成的海洋平臺多浮體進(jìn)行耦合分析，獲得兩平臺的運(yùn)動響應(yīng)及系泊系統(tǒng)的動力響應(yīng)特性。本論文的主要研究內(nèi)容可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
　　1.海洋平臺多浮體的水動力性能研究。在一階線性波理

3、論和二階非線性波浪理論的基礎(chǔ)上，基于三維頻域Green函數(shù)法計(jì)算了輻射勢和繞射勢，得到作用在浮體上的波浪載荷。同時(shí)，采用 AQWA軟件對海洋平臺多浮體進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到水動力相互作用對平臺的附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)以及作用在平臺上的一階波激力和定常漂移力的影響。
　　2.單浮體（張力腿生產(chǎn)平臺和半潛式鉆井支持平臺）運(yùn)動響應(yīng)及系泊系統(tǒng)動力響應(yīng)研究。計(jì)算得到了單浮體六自由度響應(yīng)及系泊纜索頂端張力的時(shí)間歷程曲線，并通過傅里葉變換對這些響應(yīng)結(jié)