收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

半潜式平台运动性能与活动垂荡板减振系统研究

朱航  
【摘要】:我国南海油气资源储量丰富,约占中国石油总储量的三分之一。近年来,随着能源需求的增加,海洋石油的开采日益受到人们的重视。但由于我国深水油气开采能力较差,目前国内的海洋石油开发,仅局限于渤海和北部湾等浅海海域,南海深水区域的油气开发接近空白。由于水深的增加导致固定式平台成本的大幅增加而不宜用于深水油气的开发,适用于深水油气开发的浮式平台已成为研究的热点。 深水浮式平台的研究和应用始于上个世纪60年代,经过几十年的发展,在发达国家已经形成了完备的技术。而我国深水浮式平台起步较晚,缺乏自主的关键技术。平台技术的落后不仅严重制约了我国深海油气资源的开发,同时也阻碍了我国参与国外深海油气开发。因此,深水浮式平台的研究对我国海洋工业的发展有着重要的意义。本文以半潜式平台为例,对平台在风浪联合作用下平台运动性能,以及平台垂荡响应的控制方案进行了研究。 本文的主要研究内容如下: 首先,归纳了浮式平台的主要结构型式(包括张力腿平台、Spar平台、FPSO和半潜式平台等),阐述了各平台结构型式的力学特点及其发展过程,并对一些新型的平台结构型式进行了简要介绍。同时,对浮式平台的研究现状进行了综述。 第二,对半潜式平台的风荷载及表面风压进行了数值和实验研究。数值研究中基于N-S方程,选择剪切应力运输湍流模型、二阶迎风格式离散方法和三维稳态隐式解法,进行了平台风荷载和表面风压的数值计算。制作了1:100和1:150的实验模型,分别用于测压和测力的风洞实验,并通过风洞实验对研究内容进行了测量。通过对数值和实验结果的分析,得到了各风向角作用下平台的风力系数和风压分布规律,并分析了平台倾角对其风荷载的影响。 第三,对半潜式平台在风浪联合作用下的水平运动响应进行了数值和实验研究。数值研究中平台的风荷载采用第二章所得结果,波浪荷载由边界元方法计算确定,锚泊系统的拉力采用分段外推校正法计算确定,在此基础上进行了平台水平响应的数值计算,得到了研究结果。制作了1:100的实验模型,通过风洞浪槽实验对风浪联合作用下平台的水平响应进行了测量。通过数值和实验结果的分析,得到了各种海况条件下平台的水平运动响应时程曲线,并分析了风对平台水平运动响应的影响。 第四,对半潜式平台的气隙响应进行了数值和实验研究。数值研究中采用了时域格林函数方法,计算了平台的运动响应及波面时程,并由二者计算得出了平台甲板下表面的气隙响应。采用第三章的实验模型,进行了平台甲板下表面波浪砰击实验。通过数值和实验结果的分析,得到了平台甲板下表面各点的气隙响应时程曲线,确定了平台甲板下表面易受波浪砰击的区域。 第五,根据调频质量阻尼器(TMD)的原理,设计了带有活动垂荡板的半潜式(MHS)平台结构型式,提出了这种平台垂荡响应RAO的数值计算方法,优化了平台主体和垂荡板的连接刚度,并通过增大主体下浮体体积的方法,对平台主体的偏转性能进行了改进。 最后,参考Truss-spar平台的结构特点,设计了适用于承载风机的Truss-spar-buoy浮式平台结构。通过数值方法,研究了风机对平台的影响,并对平台运动响应进行了频域和时域分析。同时,为了进一步减小平台的运动响应,提出了双锚泊系统的设计方案,对平台的锚泊定位系统进行了改进。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P754

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张天宇;王金光;李磊;韩荣贵;丁朝蓬;杨忠华;高嵩;;半潜式起重平台动力定位能力分析[J];中国海洋平台;2011年03期
2 叶谦;何勇;金伟良;;半潜式平台结构整体可靠性分析方法[J];海洋工程;2011年03期
3 沈文君;唐友刚;赵晶瑞;;桁架式Spar平台垂荡板结构的水动力特性[J];天津大学学报;2011年06期
4 王树青;;基于2万吨桥式起重机的半潜式钻井平台建造新工艺[J];海洋工程;2011年03期
5 黄天颖;窦钧;孙瑞雪;姜福茂;武强;;深水半潜式钻井平台结构对建造的影响[J];中国海洋平台;2011年03期
6 刘军鹏;段梦兰;王莹莹;王桂林;冯玮;;深水钻井装置适应性及影响选择的因素分析[J];中国海洋平台;2011年03期
7 朱航;欧进萍;;深吃水半潜式平台垂荡响应数值分析[J];哈尔滨工程大学学报;2011年05期
8 王莹莹;段梦兰;冯玮;王德国;刘军鹏;曾旷遥;;深水管汇安装方法及其在南海荔湾3-1气田中应用研究[J];海洋工程;2011年03期
9 王桂林;段梦兰;冯玮;刘太元;杜庆贵;;深海油气田开发模式及控制因素分析[J];海洋工程;2011年03期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘鲲;朱航;欧进萍;;TMD在半潜式平台垂荡响应控制中的应用[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
2 梁学先;孙伟英;樊之夏;黄山田;;深水半潜式平台运输结构强度分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
3 桑松;姜雪亮;徐学军;;垂荡板结构参数变化对Truss Spar平台水动力性能的影响研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
4 吴维武;缪泉明;匡晓峰;杨烁;何再明;;Spar平台垂荡板受迫振荡水动力特性研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
5 马延德;姜福茂;孙洪国;;深水半潜式平台概要建造方案[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
6 刘琳;肖龙飞;杨立军;;Truss Spar平台海上湿拖水动力性能模型实验研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
7 姜雪亮;桑松;周源;;深海海洋浮式结构非线性运动响应关键问题研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
8 吴维武;缪泉明;匡晓峰;杨烁;何再明;;垂荡板受迫振荡水动力特性数值模拟研究[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
9 李辉;任慧龙;吴东伟;张健;;半潜式平台撑杆结构波浪载荷计算方法研究[A];黑龙江省造船工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年
10 吴子全;李怀亮;于文太;秦立成;;浅谈深海平台发展现状[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王孙;中集来福士交付半潜式深水平台[N];中国船舶报;2010年
2 记者 王孙;中集来福士出口巴西的首座深水半潜式平台交付[N];中国船舶报;2010年
3 记者 刘志良;中集来福士即将交付深水半潜式平台[N];中国船舶报;2010年
4 记者 朱宗文;首座中国造深水半潜式平台交付[N];第一财经日报;2010年
5 记者 严风华;CCS承担我国首座深水半潜式平台检验[N];中国船舶报;2007年
6 王哲;大连船舶重工开建海洋工程二期[N];中国船舶报;2008年
7 通讯员 蒋玉生 沙小飞;半潜式平台首次进入内河船厂[N];中国船舶报;2003年
8 凌非;首座中国造3000米深水半潜式平台巴西“开钻”[N];中国船舶报;2010年
9 七〇八所;暴风雨中方显党员本色[N];中国船舶报;2011年
10 记者 王孙;中集来福士高端海工装备建造渐入佳境[N];中国船舶报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱航;半潜式平台运动性能与活动垂荡板减振系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 李彬彬;新型深吃水多立柱平台的水动力与运动响应研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 张海彬;FPSO储油轮与半潜式平台波浪载荷三维计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 张帆;深海立柱式平台概念设计及水动力性能研究[D];上海交通大学;2008年
5 赵静;海上风力机系统流体动力性能数值模拟与试验研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 岳吉祥;深水半潜式钻井平台钻机系统选型与布局优化研究[D];中国石油大学;2009年
7 赵晶瑞;经典式Spar平台非线性耦合动力响应研究[D];天津大学;2010年
8 姜哲;多学科设计优化在桁架式Spar平台概念设计中的应用研究[D];上海交通大学;2010年
9 胡志强;多学科设计优化技术在深水半潜式钻井平台概念设计中的应用研究[D];上海交通大学;2008年
10 徐刚;不规则波中浮体二阶水动力时域数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鲲;深海半潜式平台浪激响应分析及垂荡响应控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 施峰;半潜式海洋平台水动力性能初步研究[D];江苏科技大学;2010年
3 龙筱晔;风浪流中深海Truss Spar水动力响应研究[D];上海交通大学;2012年
4 李璐;Truss Spar和半潜式平台的水动力及运动性能对比研究[D];大连理工大学;2010年
5 周书敏;半潜式平台发电机排气系统烟气扩散数值仿真研究[D];上海交通大学;2012年
6 付殿福;非线性载荷下半潜式平台强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王春宝;SPAR平台垂荡板的水动力特性自由振动试验研究[D];大连理工大学;2011年
8 邓鹏;深水半潜式平台的全概率疲劳可靠性分析[D];上海交通大学;2010年
9 唐东洋;风浪联合作用下深水半潜式平台水动力性能实验研究[D];大连理工大学;2010年
10 尹海涛;Cell Spar平台垂荡板水动力性能分析研究[D];大连理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026