基于实测数据的半潜式浮式风机在役状态分析——以“海油观澜号”为例

半潜式浮式风机在深远海服役面临复杂的海洋环境,对其所在环境以及运动响应进行监测分析,对保障平台安全运维及后续优化设计具有重要意义。以“海油观澜号”一体化智能监测系统实测的海洋环境及平台运动数据为基础,分析了“海油观澜号”风机平台所处的环境条件、平台倾角的分布特征,探究平台在台风工况下运动响应,据此判断平台设计指标与实测值的差异,最后建立了平台水动力仿真模型,并将模型预测结果与实测结果进行了对比。结果表明:①台风期间,极端上浪现象导致传感器测量出现偏差,通过平移放缩法对风浪时历曲线变换后,基本符合实际海洋环境的变化趋势,环境监测结果显示“海油观澜号”设计具有较高的安全冗余度;②测量期间,平台横摇、纵摇极值都在正常发电倾角内,倾角的3 h极大值基本满足Gumbel分布,据此预测平台在一年一遇、十年一遇、百年一遇环境条件下倾角极值分别为5.51°、6.71°、7.90°,虽超过了临界发电倾角,但在台风停机保护下,仍能保证平台的安全性;③台风工况下,平台实际运动固有周期与设计周期接近,实际海况下的平台响应基本符合设计预期;平台水动力模型数值计算结果与实测值吻合良好,模拟结果可较为真实地反应风机的实际工作状态。研究结果为“海油观澜号”的安全运维及同类平台的优化设计提供了参考。