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半潜式干树深水平台运动响应研究
| 论文题名： | 半潜式干树深水平台运动响应研究 |
| 关键词： | 海洋开发船;半潜平台;垂荡运动;流体力学 |
| 摘要： | 相对于湿式采油树，干式采油树既可以钻井也可用于完井生产，其维修和管理也更为便捷，经济效益更高。目前，采用干式采油树的浮式平台主要有 TLP和 Spar，但这两种平台分别会受水深和可变载荷的限制。半潜式平台则没有这些限制，但干式采油树系统主要应用顶部张紧式立管（TTR），目前TTR立管的总冲程限制在10m以内。因此，干式采油树对平台和TTR相对运动要求较高，特别是垂荡运动。 本研究主要内容包括：⑴对缩尺比为1:70的干树式半潜平台模型进行水池试验。首先，在静水中进行横摇和纵摇自由衰减试验，得到平台在无系泊状态下的固有周期和阻尼系数等关键参数。随后，在白噪声不规则波条件下，对干树式半潜平台模型进行幅频响应函数（RAO）试验，测得不同浪向角时平台的六自由度RAO。⑵应用水动力软件AQWA建立干树式半潜平台的无系泊数值模型，以试验获得的阻尼系数为依据，计算不同浪向角时平台的六自由度RAO和固有周期，将计算结果与试验结果对比，验证数值模型的正确性。⑶对干树式半潜平台模型进行不规则波运动响应试验，试验采用水平系泊方式，环境条件的模拟仅考虑波浪，包括一年一遇工作海况和百年一遇极限海况，试验分别得到不同环境条件作用下135°和180°浪向角平台的横摇、纵摇和垂荡运动响应。⑷采用AQWA软件对试验时的水平系泊进行数值模拟，计算在不规则波作用下135°和180°浪向角时平台的运动响应。针对平台的横摇、纵摇和垂荡运动，将数值计算统计结果和试验值进行对比分析，验证数值计算时阻尼系数选取的正确性。随后，对干树式半潜平台进行系泊条件下数值计算，校核不同工况时平台的运动响应是否满足设计要求。⑸对干树式半潜平台在拖曳水池中进行涡激运动试验。模型由恒定航速的航车拖行，使模型获得稳定的流场。试验测量和记录了干式半潜平台的横向和顺流向运动，并画出平台在180°浪向角不同来流速度下的平面运动轨迹，分析漩涡脱落对平台运动的影响。 |
| 作者： | 刘禹维 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 康庄;刘振国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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