深水半潛式鉆井平臺水動力性能分析及響應(yīng)控制.pdf

1、隨著海上油氣資源的開采逐漸向深水區(qū)轉(zhuǎn)移,浮式海洋平臺的應(yīng)用越來越廣泛。半潛式平臺抗風浪能力強,適用水深范圍廣,鉆機能力強,因此半潛式鉆井平臺成為深水鉆井的主流平臺。開展半潛式平臺的相關(guān)研究對于我國開發(fā)南海深水區(qū)的油氣資源具有十分重要的意義。
　　本文以我國南海某半潛式鉆井平臺為研究目標,對平臺在南海作業(yè)海況及生存海況下的運動情況進行了研究。在此基礎(chǔ)上本文探索了一些控制平臺運動響應(yīng)的方法,總結(jié)了一系列規(guī)律。論文的主要研究內(nèi)容如下:<

2、br>　　首先,介紹了工程上廣泛應(yīng)用的四種浮式平臺(半潛式平臺、單柱式平臺、張力腿平臺以及浮式生產(chǎn)儲油輪)的發(fā)展及應(yīng)用。同時,對半潛式平臺的研究熱點及現(xiàn)狀進行了綜述。
　　其次,基于水動力計算軟件 AQWA-Line,建立了目標平臺的水動力計算模型,采用三維勢流理論,對平臺模型進行了頻域分析,獲得了平臺的附加質(zhì)量系數(shù)、輻射阻尼系數(shù)和運動幅值響應(yīng)算子(RAO)等水動力參數(shù),分析了平臺在規(guī)則波中的運動特性。在頻域分析的基礎(chǔ)上,建立了目

3、標平臺的時域耦合計算模型,利用AQWA-Drift模塊,模擬了目標平臺在實際海洋環(huán)境中的運動,模擬的海況條件有作業(yè)海況和生存海況,分別計算了風浪流0°和90°兩種典型入射方向,得到了平臺各個自由度的運動響應(yīng)時程及響應(yīng)譜,以及系泊纜的受力情況。
　　最后,以目標平臺為原型,探索了重心高度、吃水深度以及垂蕩板結(jié)構(gòu)對平臺運動的影響規(guī)律,詳細討論了垂蕩板的質(zhì)量、安裝水深、面積以及形狀對平臺運動性能的改變,通過對比各種平臺在頻域和時域中的運