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南海深水SPAR平台动力分析及关键节点设计
| 论文题名： | 南海深水SPAR平台动力分析及关键节点设计 |
| 关键词： | 深水海域;油气开采;SPAR平台;动力学性能;节点设计 |
| 摘要： | SPAR平台作为深水浮式生产系统中的一种,特别适用于深水油气资源的开采,在海洋工程中的应用越来越广泛。SPAR平台动力学性能和疲劳问题是海洋工程界的研究重点,国内外学者对此进行了广泛研究。由于环境条件和技术水平的限制,SPAR平台在我国深水油气资源开采中的应用还处于起步阶段。南海深水油气资源丰富,环境条件复杂多变,研究SPAR平台在南海深水海域的动力学性能和疲劳寿命,对我国SPAR平台技术的发展和南海油气资源的开采都具有十分重要的现实意义。 本文根据南海深水海域海洋环境状况,参考海域环境规范,确定南海特定海域在极限海况和工作海况下的风浪流环境参数作为SPAR平台的设计载荷,满足南海海域平台应用的需要;根据DNV定位系泊规范和API规范等,参考在役SPAR平台结构,确定Truss SPAR平台各部分结构形式及参数并建立平台整体模型;采用基于莫里森方程和势流理论的水动力软件AQWA,分析Truss SPAR平台在频域和时域上的动力学响应,通过频域分析结果评估平台运动性能,通过时域分析结果评估平台在极限海况下的安全性能,进而得到SPAR平台整体性能分析结果;计算工作海况下的系泊系统受力,参考DNV和API规范,设计导缆器结构,对导缆器进行强度分析,运用临界面能量法的疲劳寿命计算方法,计算导缆器的疲劳寿命,并评估导缆器结构和平台整体寿命。 通过以上研究,分别获得了南海曾母盆地海域在工作海况和极限海况下的风浪流环境参数;确定平台结构,并通过ANSYS建立了Truss SPAR整体结构模型。频域分析结果显示,Truss SPAR平台在垂荡、纵摇自由度上具有良好的运动特性,在其它自由度上的固有周期也较好地避开了南海常见波浪周期。 通过时域分析发现,平台在极限海况下的系泊系统满足规范下的破断许用张力,平台极限位移在规范的极限位移范围内。导缆器疲劳寿命分析表明,导缆器寿命为274.29年,符合ABS规范下平台设计寿命的要求。综上所述,本文建立的Truss SPAR平台在南海深水海洋环境下具有较好的动力学性能,平台安全性能校核满足规范要求,疲劳寿命满足平台的设计寿命要求。 |
| 作者： | 李朋 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陆建辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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