海洋平臺(tái)浮托安裝數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著人類對油氣資源需求的不斷增加，對海上油氣資源的開采力度加大，因此越來越多的海洋平臺(tái)被廣泛應(yīng)用于海上油氣的開采生產(chǎn)服務(wù)當(dāng)中。而大多數(shù)的海洋平臺(tái)都需在海上安裝完成后才能進(jìn)行油氣的開采與生產(chǎn)，目前用于海洋平臺(tái)海上安裝的方法主要有傳統(tǒng)的吊裝法和新興的浮托法，其中浮托安裝法是目前一種比較安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的大型組塊海上安裝方法。
　　首先,本文介紹了浮托法安裝海洋平臺(tái)的主要程序、關(guān)鍵技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備等，總結(jié)了國內(nèi)外學(xué)者在浮托法安裝海洋平臺(tái)技

2、術(shù)方面的研究，對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀有了總體把握，同時(shí)發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對浮托技術(shù)的數(shù)值研究較少，特別是對浮托過程中撞擊力的研究更少，而浮托駁船與導(dǎo)管架樁腿之間的剛性碰撞幾乎無人研究，因此本文針對該問題展開了一系列的研究。
　　其次，本文根據(jù)某導(dǎo)管架平臺(tái)的海上浮托法安裝，利用ANSYS-AQWA軟件建立數(shù)值浮托模型，基于三維勢流理論，在頻域里對浮托駁船的水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算分析，主要包括相應(yīng)的附加質(zhì)量與阻尼系數(shù)、一階波浪力（矩）傳遞函數(shù)與二階波浪

3、力（矩）傳遞函數(shù)等，并研究了不同水深吃水比對這些參數(shù)的影響。
　　再次，對浮托模型進(jìn)行了時(shí)域耦合分析。駁船就位狀態(tài)時(shí)，在不同波高、浪向角、譜峰周期條件下對駁船以及上部組塊的關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)上部組塊關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況并不滿足駁船就位要求，同時(shí)關(guān)注了系泊系統(tǒng)的系泊力變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1.25m橫浪、1.50m尾斜浪與橫浪條件下系泊力未滿足API規(guī)范要求，因此，作者對系泊系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)選，最后找到一種較為合適的系泊系統(tǒng)布置方

4、案，使得駁船與上部組塊關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)以及系泊力的變化情況均滿足駁船就位狀態(tài)要求與API規(guī)范要求。
　　最后，在優(yōu)選后的系泊系統(tǒng)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了駁船就位狀態(tài)時(shí)，船舷與導(dǎo)管架樁腿之間的剛性與柔性碰撞，以及上部組塊荷載轉(zhuǎn)移0％時(shí)，上部組塊與導(dǎo)管架樁腿之間的垂向撞擊力。解決了AQWA軟件中模擬船舷撞擊力問題，尤其是剛性碰撞撞擊力問題，這是本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。并利用護(hù)舷對樁腿耦合裝置進(jìn)行了模擬，測定了垂向撞擊力。通過對船舷撞擊力與垂向撞擊力的研