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自升式生产储卸油平台拖航性能分析与研究

朱维龙  
【摘要】:自升式生产储卸油平台是当前海上油气生产的主力装备之一,在相对较浅水域特别是边际油田的开采生产中发挥着重要作用。自升式平台建造完毕后,要运输到工作海域,且井口间的迁移也需要进行拖航施工。常见的拖航方式有干拖和湿拖,其中干拖靠半潜驳或半潜运输船进行运输;湿拖靠平台自身浮力,借助于拖船的拉力进行迁移工作。总的来说,干拖的难度要小于湿拖。截止目前,在全球已发生的所有海洋工程装置事故中,自升式平台所占比例最高,在这些事故中,拖航事故更占有较大比例。所以有必要对自升式生产储卸油平台湿拖性能进行研究。本文以中国船舶及海洋工程设计研究院针对南海北部湾设计的一型自升式生产储卸油平台为研究对象,首先对无航速自升式平台在规则波浪中进行频域分析,然后对由拖船-拖缆-自升式平台组成的非线性拖航系统在真实拖航海况中进行时域分析。具体的研究工作如下:1、自升式平台波浪载荷和运动响应的频域分析研究自升式生产储卸油平台无航速下在线性规则波中的频域波浪载荷及其运动响应,了解其初步运动性能。在真实海况下对剖面垂向剪力、弯矩,六自由度响应进行短期预报;2、自升式平台拖航系统湿拖影响因素分析在频域分析的基础上,通过AQWA-Drift模块进行时域耦合分析。综合考虑湿拖中的影响因素:风载荷、流载荷、拖缆长度、拖航速度、首尾倾、浅水效应、风浪流联合作用等,探求了对拖航施工实践较实用的结论。3、单船湿拖中运动响应机理及二阶波浪力增阻分析将单船湿拖工况下的平台运动响应进行低频、波频分解,并计算全频响应能量谱,探讨分析了平台首摇、横荡长周期低频响应以及垂荡、横摇波频运动响应机理;并对湿拖中的二阶波浪力附加阻力进行了参数敏感性分析。4、多船拖航数值模拟与分析介绍了六种多船拖航方案,并分析对比了其应用范围及其拖船配置。在单船拖航系统模型的基础上,建立了多船拖航系统模型,并对双船非平行拖中不同拖缆夹角,平行拖中不同拖缆距离进行了优化;分析了两种不同三船拖航模式,并对其进行了优选。


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