深水柔性立柱式半潛平臺(tái)設(shè)計(jì)及其工作甲板調(diào)平方法研究.pdf

1、深水半潛式平臺(tái)是當(dāng)今油氣資源勘探和開(kāi)發(fā)的重要載體，其立柱結(jié)構(gòu)是連接平臺(tái)工作甲板和下船體的最重要的結(jié)構(gòu)，更是維持平臺(tái)整體穩(wěn)定性和放置各種系統(tǒng)設(shè)備的關(guān)鍵部件。此外，波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的研發(fā)是保持平臺(tái)工作甲板穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)之一，所以需要構(gòu)建一種具有新型立柱結(jié)構(gòu)的深水半潛式平臺(tái)并運(yùn)用波浪補(bǔ)償技術(shù)，設(shè)計(jì)一種基于本立柱結(jié)構(gòu)的自動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)，保證平臺(tái)作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性和平臺(tái)上甲板的平衡性。本文在現(xiàn)役半潛式平臺(tái)的立柱結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，設(shè)計(jì)了

2、一種能夠在水深3500m以上作業(yè)的深水柔性立柱式半潛平臺(tái)，并運(yùn)用水動(dòng)力學(xué)軟件AQWA對(duì)其水動(dòng)力學(xué)特性加以計(jì)算分析，得到結(jié)果可以為其波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的研制提供條件。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）敘述了本文的研究背景及意義，闡明了深水半潛式平臺(tái)及其結(jié)構(gòu)形式和波浪補(bǔ)償?shù)膰?guó)內(nèi)外研究近況與發(fā)展趨向，歸納了文章的研究路線(xiàn)、研究方法和組織架構(gòu)。
　　（2）詳細(xì)設(shè)計(jì)了深水柔性立柱結(jié)構(gòu)式半潛平臺(tái)，其中包括平臺(tái)的方案設(shè)計(jì)、整體尺寸設(shè)計(jì)、柔性立柱結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核分析等，其中，平臺(tái)的總體強(qiáng)度校核是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)平臺(tái)水動(dòng)力模型的建立提供合理的依據(jù)。
　?。?）闡述了水動(dòng)力學(xué)理論和計(jì)算方法，主要包括海洋的各種環(huán)境載荷等，依據(jù)深水柔性立柱式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)尺寸參數(shù)建立其水動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用 ANSYS軟件中AQWA計(jì)算模塊對(duì)水動(dòng)力模型相關(guān)數(shù)據(jù)求解，計(jì)算得到平臺(tái)重心隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線(xiàn)規(guī)律，為后續(xù)波浪補(bǔ)償技術(shù)的研究提供前提條件。
　?。?）為了保證柔性立柱結(jié)構(gòu)平臺(tái)在

4、任何時(shí)刻工作甲板的平衡，設(shè)計(jì)符合要求的主動(dòng)波浪系統(tǒng)。主動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是對(duì)液壓缸合理選型和有效排布，同時(shí)建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并且求得其傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 PID控制方法，對(duì)液壓缸的比例閥死區(qū)進(jìn)行Simulink仿真和AMESim-Simulink聯(lián)合仿真，為試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建提供參考。
　?。?）在上述研究基礎(chǔ)上，搭建深水柔性立柱式半潛平臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)，試驗(yàn)系統(tǒng)由波浪模擬