浮托安装船缆耦合动力响应研究

【摘要】：油气资源是能源供应主要来源之一,具有丰富储量海洋油气具有极大的开发潜力,海洋油气开采需要工程装备和相关技术的研究,海洋平台的安装是海上油气开发的关键技术之一。随着海洋平台的大型化和集约化,传统的吊装方法的安装难度越来越大,本文研究的浮托安装方法适用于大型平台的安装,具有便捷,安全,经济等优点。对浮托安装船缆耦合动力响应进行研究,模拟浮托安装中就位、停泊、进退船作业,为浮托安装仿真工程化应用提供技术、数据支撑及安全保障,本文主要开展了如下研究:基于三维势流理论对T型浮托安装驳船在波浪中运动进行研究,在水动力软件中建模,对T型驳船进行频域水动力计算,与传统方形驳船比较分析其水动力特性。运用静力分析准静态悬链线方法和动力分析集中质量法,建立浮托安装驳船系泊运动计算模型,编制系泊缆张力计算程序。在多种工况下进行数值模拟,分析系泊缆材料、张紧程度对系泊缆张力计算结果的影响,集中质量法中计算节点数量变化张力计算结果的影响,应用集中质量法计算多条系泊缆布置的线缆运动。根据船舶操纵理论,在船舶六自由度操纵运动方程基础上,结合浮托安装驳船船缆耦合运动的特点,通过拖缆运动计算模型将拖轮和驳船的运动结合,将驳船系泊动力模型加入到船缆系统运动中,考虑环境影响,建立浮托安装船缆耦合运动计算模型。对浮托安装驳船就位停泊阶段、进船准备阶段和进退船阶段的船缆耦合运动进行数值模拟。分别运用编制的悬链线法和集中质量法程序计算相关线缆张力和船缆耦合运动,与实际安装计算软件中的结果进行比较验证,对危险工况进行分析。