深水Spar平臺(tái)的張緊式系泊系統(tǒng)性能研究.pdf

1、Truss spar平臺(tái)是深水海洋開發(fā)中常用的平臺(tái)，中間艙段采用桁架式結(jié)構(gòu)，不但節(jié)省用鋼量，同時(shí)具有更好的穩(wěn)性。張緊式系泊系統(tǒng)具有系泊半徑小、總重量輕、防腐蝕性能好等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。本文以Truss spar平臺(tái)為研究對(duì)象，將南海2000m水深目標(biāo)海域環(huán)境參數(shù)統(tǒng)計(jì)值作為設(shè)計(jì)海況，一方面針對(duì)張緊式系泊系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)及平臺(tái)布局優(yōu)選系泊系統(tǒng)參數(shù)完成方案設(shè)計(jì);另一方面確定了半張緊式系泊系統(tǒng)布置方案并與張緊式系泊系統(tǒng)進(jìn)行性能對(duì)比

2、。通過耦合計(jì)算，在系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性影響參數(shù)、系泊方式、方案優(yōu)選思路等方面的進(jìn)行了研究，探索了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)與系泊系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的變化規(guī)律，為今后南海Truss Spar平臺(tái)系泊系統(tǒng)擇優(yōu)確定設(shè)計(jì)方案提供技術(shù)建議與工程參考。
　　在進(jìn)行頻域分析時(shí)，為準(zhǔn)確獲得平臺(tái)水動(dòng)力參數(shù)，考慮了月池內(nèi)部流體的影響，同時(shí)引入TUBE單元及DISC單元進(jìn)行等效處理，并結(jié)合AQWA NAUT模塊計(jì)入硬艙、軟艙及垂蕩板的阻尼對(duì)垂蕩運(yùn)動(dòng)的影響。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與平臺(tái)

3、固有周期比較發(fā)現(xiàn)，結(jié)果合理可靠。
　　然后對(duì)Truss Spar平臺(tái)張緊式系泊系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，采用錨鏈-聚酯纖維纜-鋼鏈三段材料組合方式布置。在進(jìn)行時(shí)域耦合動(dòng)態(tài)模擬時(shí)，依據(jù)API RP2SM規(guī)范，結(jié)合BRIDON材料屬性，采用安裝剛度計(jì)算平臺(tái)位移，采用風(fēng)暴剛度計(jì)算系泊系統(tǒng)受力。
　　在設(shè)計(jì)系泊系統(tǒng)時(shí)，將參數(shù)按照對(duì)材料成本影響大小排序，依次分析了頂張角、導(dǎo)纜孔高度、分段長(zhǎng)度、直徑、根數(shù)、布置方式及組內(nèi)夾角對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及系泊

4、線動(dòng)力響應(yīng)的影響，結(jié)合平臺(tái)布置逐步深入優(yōu)選方案。所設(shè)計(jì)的方案能夠較好控制成本，性能優(yōu)良。
　　最后得到四種海況張緊式系泊系統(tǒng)在完整與破損條件下，系泊線受力與平臺(tái)的六自由度位移結(jié)果，均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。在此基礎(chǔ)上完成半張緊式系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后著重對(duì)比兩種系泊方式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。通過疊加水平運(yùn)動(dòng)軌跡，可明顯看出張緊式系泊系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的平臺(tái)位移遠(yuǎn)小于半張緊式，水平位移半徑極值減小50％以上。并且在系泊系統(tǒng)破損條件下對(duì)位移控制能力比半張緊式強(qiáng)