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深海半潜式钻井平台水动力性能分析
| 论文题名： | 深海半潜式钻井平台水动力性能分析 |
| 关键词： | 深海半潜式钻井平台;水动力性能;混合模型试验;非线性时域耦合;锚泊系统 |
| 摘要： | 半潜式海洋平台由于具有抗风浪能力强、甲板面积和可变载荷大、适应水深范围广、钻机能力强和具有多种作业功能等特点，在世界范围上的深海油气开发中得到了广泛的应用。由于所处海洋环境和地质条件恶劣，深海浮式生产系统技术复杂、投资巨大、风险极高。 因此，如何比较正确地获得其在严酷海洋环境下的运动、受力以及甲板是否上浪等技术性能十分重要，这些性能参数是决定和设计海洋平台结构及其系泊、立管等相关系统的重要依据。 论文通过理论分析、数值计算和模型试验相结合的研究方法，对一座预想工作海域为我国南海、工作水深1500m 的深海半潜式钻井平台的运动响应和锚系受力情况进行分析研究：一方面，对此深海半潜式钻井平台及其全水深锚泊系统进行数学建模，考虑到深海锚泊系统与平台船体相互作用显著的特点，数值计算中采用非线性时域耦合分析方法，对平台的运动响应及锚泊系统的受力情况进行耦合分析；另一方面，采用混合模型试验方法对半潜平台进行水池模型试验。分析比较数值计算和模型试验的结果后，本文认为： 1. 该深海半潜式钻井平台在南海一年一遇海洋环境下表现出了较好的运动性能。就选取的工况来看，平台的水平运动控制在了工作水深的7％以内。垂荡运动最大幅值为1.65m，横摇和纵摇控制在4 ± o 以内。生存海洋环境下钻井平台运动响应较大，最大水平位移达到了工作水深的18％。垂荡运动超过10 ± m，横摇和纵摇运动超过7 ± o 。根据试验监测，基本没有甲板上浪现象。 2. 深海半潜式钻井平台的8 个锚链导缆孔设计在立柱的外侧，每个立柱外侧两个。在作业海洋环境条件下，锚链拉力最大值为260.91t，可以保证安全工作。 3. 恶劣的海洋环境导致生存海况下锚泊系统会产生较强烈的动态响应。目前混合模型试验方法由于在动力模拟方面存在的技术不足，致使截断水深锚泊系统与全水深锚泊系统在锚链力标准差和最大值上存在一定的差异。从对全水深锚泊系统的数值计算来看，此套锚泊系统在南海百年一遇的海洋环境下，可以保证在安全系数1.5 以上工作。 |
| 作者： | 张威 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 杨建民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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