本文關(guān)鍵詞：浮態(tài)制造過程中圓筒型海工平臺的運動響應(yīng)及纜繩張力研究

  更多相關(guān)文章： 圓筒型海工平臺 浮態(tài)制造 系泊系統(tǒng) 力學特性

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人類對化石能源的需求越來越高。然而陸地上以及近海岸的油氣資源日漸枯竭。由于深海蘊藏著豐富的油氣資源,進軍深海已成為必然趨勢。我國海域遼闊,儲存有大量的海洋油氣資源。但是,目前我國對其開發(fā)的技術(shù)水平不高,與世界先進國家存在著很大差距。因此,從國家能源安全考慮,研制專門用于深海油氣資源開采的鉆井平臺有著重要的戰(zhàn)略意義。在研制世界首座圓筒型海工平臺SEVAN 650的過程中,由于制造條件特殊和下水困難等問題,采用了浮態(tài)制造這一新方法。它以水的浮力作為平臺的支撐,將漂浮著的半成品平臺作為制造基底,以“分層疊加,逐層制造”的方式來制造整個鉆井儲油平臺。圓筒型海工平臺在浮態(tài)制造過程中由碼頭系泊系統(tǒng)系于制造水域,將產(chǎn)生復雜的運動。系泊系統(tǒng)對于常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺的浮態(tài)制造精度以及臺風等極限條件下系泊安全有著非常顯著的影響。因此,對于浮態(tài)制造過程中平臺的運動響應(yīng)和碼頭系泊系統(tǒng)的張力研究顯得尤為重要。本文以圓筒型海工平臺為研究對象,對浮態(tài)制造過程中不同工況下平臺的運動響應(yīng)以及不同形式的系泊系統(tǒng)的力學性能進行了研究,并且根據(jù)計算結(jié)果對系泊系統(tǒng)提出改進方案。本論文的主要工作內(nèi)容如下：(1)利用AQWA軟件建立圓筒型海工平臺水深20 m時的有限元模型,在頻域范圍內(nèi)對平臺的水動力性能進行詳細研究,總結(jié)平臺在波浪中的運動響應(yīng)特征,為平臺與系泊纜繩的時域分析提供基礎(chǔ)。(2)根據(jù)頻域計算結(jié)果,在時域范圍內(nèi)分別對兩個時段常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺的運動響應(yīng)和系泊纜繩張力進行數(shù)值計算,分析系泊系統(tǒng)是否滿足浮態(tài)制造的精度要求。(3)模擬了在臺風等極限條件下系泊系統(tǒng)對平臺的束縛作用,求出原系泊系統(tǒng)所能承受的最大風力等級。最后根據(jù)極限條件下,纜繩受力情況,對原系泊系統(tǒng)進行優(yōu)化改進,提出一種新的系泊系統(tǒng)形式,使其能夠保證在臺風狀態(tài)下的系泊安全,避免纜繩斷裂而發(fā)生重大事故。本文對浮態(tài)制造過程中圓筒型海工平臺所采用的碼頭系泊系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究分析,研究成果能夠豐富浮態(tài)制造這一理論,為浮態(tài)制造的系泊系統(tǒng)設(shè)計提供理論依據(jù),同時對于我國巨型海工平臺制造技術(shù)的提高起一定的促進作用。
【關(guān)鍵詞】：圓筒型海工平臺 浮態(tài)制造 系泊系統(tǒng) 力學特性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE95
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 深海浮式平臺概述11-15
• 1.2.1 浮式生產(chǎn)儲油船11-12
• 1.2.2 張力腿平臺12-13
• 1.2.3 立柱式平臺13-14
• 1.2.4 半潛式平臺14-15
• 1.3 圓筒型鉆井儲油平臺浮態(tài)制造技術(shù)15-16
• 1.4 碼頭系泊系統(tǒng)研究16-18
• 1.4.1 浮式結(jié)構(gòu)碼頭系泊系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.2 圓筒型海洋儲油平臺碼頭系泊系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第二章 浮態(tài)制造方法19-24
• 2.1 圓筒型海工平臺的浮態(tài)制造方法19-21
• 2.1.1 圓筒型海工平臺浮態(tài)制造方法過程19-20
• 2.1.2 浮態(tài)制造方法特點20-21
• 2.2 圓筒型海工平臺的制造系統(tǒng)21-23
• 2.2.1 浮態(tài)制造系統(tǒng)21
• 2.2.2 碼頭系泊系統(tǒng)21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 碼頭系泊基礎(chǔ)理論24-33
• 3.1 勢流理論24-28
• 3.1.1 坐標系定義24-25
• 3.1.2 線性勢流理論25-26
• 3.1.3 流體作用力26-28
• 3.2 環(huán)境載荷28-30
• 3.2.1 波浪載荷28-29
• 3.2.2 風載荷29
• 3.2.3 流載荷29-30
• 3.3 系泊纜繩計算原理30-32
• 3.4 護舷32
• 3.5 運動方程32
• 3.6 本章小結(jié)32-33
• 第四章 圓筒型海工平臺的水動力性能特性33-46
• 4.1 AQWA概述33-34
• 4.2 水動力模型34-35
• 4.3 計算結(jié)果分析35-45
• 4.3.1 附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)35-39
• 4.3.2 一階波浪激勵力39-41
• 4.3.3 二階平均波浪力41-43
• 4.3.4 平臺運動響應(yīng)43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 浮態(tài)制造過程中碼頭系泊系統(tǒng)時域計算46-56
• 5.1 碼頭與系泊系統(tǒng)46-47
• 5.2 環(huán)境條件47-48
• 5.3 模型建立48-52
• 5.3.1 碼頭和圓筒型海工平臺設(shè)置48-49
• 5.3.2 風流載荷系數(shù)計算49-51
• 5.3.3 系泊纜繩設(shè)置51-52
• 5.3.4 護舷設(shè)置52
• 5.4 計算結(jié)果分析52-54
• 5.4.1 圓筒型海工平臺時域運動分析52-53
• 5.4.2 系泊纜繩張力特性分析53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 第六章 臺風狀態(tài)下碼頭系泊系統(tǒng)時域研究56-63
• 6.1 極限條件下初分析56-58
• 6.1.1 工況條件56
• 6.1.2 計算結(jié)果分析56-58
• 6.2 臺風狀態(tài)下系泊系統(tǒng)研究58-61
• 6.2.1 臺風狀態(tài)下工況條件58
• 6.2.2 時段一平臺系泊系統(tǒng)計算58-59
• 6.2.3 時段二平臺系泊系統(tǒng)計算59
• 6.2.4 計算結(jié)果分析59-61
• 6.3 系泊系統(tǒng)的改進61-62
• 6.3.1 系泊系統(tǒng)新形式61
• 6.3.2 新系泊系統(tǒng)計算分析61-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 第七章 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 總結(jié)63
• 7.1.1 本文總結(jié)63
• 7.1.2 創(chuàng)新點63
• 7.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-68
• 作者簡介68-69
• 附錄A69-71
• 附錄B71-74
• 附錄C74-77

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本文編號：612557