增壓系統(tǒng)海上安裝作業(yè)分析.pdf

1、水下增壓系統(tǒng)作為海洋油氣運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備之一，已在深海油氣工程中得到越來越多的應(yīng)用。增壓系統(tǒng)海上安裝作業(yè)涉及到大尺度、大重量、超深水等難題，所以進(jìn)行安裝分析數(shù)值方法的研究顯得十分必要。本文以實(shí)現(xiàn)增壓系統(tǒng)深水安裝為目的，并確定懸垂安裝法（PIM）為解決方案。通過時(shí)域計(jì)算方法、CFD理論、集中質(zhì)量法等數(shù)值方法，對整個(gè)安裝作業(yè)流程進(jìn)行模擬分析。
　　本文首先對安裝分析所需要的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。對于海上作業(yè)船，在ANSYS中建立船體濕表面元模型

2、，并導(dǎo)入 AQWA軟件中進(jìn)行頻域水動力分析，計(jì)算其附加質(zhì)量、阻尼和波浪力等參數(shù)。然后為了控制船舶的作業(yè)位置，應(yīng)用PID控制理論和卡爾曼濾波原理編寫動力定位程序，將C++代碼封裝為DLL文件；之后的時(shí)域分析中OrcaFlex直接調(diào)用DLL文件實(shí)現(xiàn)對船舶姿態(tài)的控制。對于增壓系統(tǒng)水動力分析，基于CFD方法構(gòu)建數(shù)值水槽模型，模擬定常來流求解增壓系統(tǒng)阻力系數(shù)；之后強(qiáng)迫增壓系統(tǒng)在數(shù)值水槽中震蕩，計(jì)算其各方向附加質(zhì)量系數(shù)。
　　隨后將懸垂安裝過

3、程分為吊裝入水和安裝下放兩個(gè)獨(dú)立階段，綜合考慮船舶運(yùn)動方程、基于集中質(zhì)量法的纜索方程、增壓系統(tǒng)運(yùn)動方程等，采用時(shí)域多體耦合方法進(jìn)行求解。通過時(shí)域分析方法計(jì)算各個(gè)階段每一時(shí)刻增壓系統(tǒng)運(yùn)動響應(yīng)、纜索張力等結(jié)果，對安裝過程中較危險(xiǎn)時(shí)刻（穿越自由液面、切斷吊裝纜索等）進(jìn)一步分析校核。針對浪向、波高、流向、流速等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，分別討論環(huán)境載荷對吊裝入水和安裝下放過程的影響，給出海上作業(yè)施工建議。提出添加抑制纜索和增大浮子直徑的改進(jìn)措施，