半潜式支持平台恶劣海况下的运动性能试验研究

针对我国自主开发设计的某型深水半潜式支持平台,基于模型试验方法开展恶劣海况下运动性能研究。在完成水平系泊系统和气隙、砰击载荷测试方案设计的基础上,开展试验研究,获得了平台固有周期、阻尼系数、恶劣海况下的运动响应以及气隙、砰击等非线性载荷。结果显示,在恶劣海况下,目标平台运动响应较大,不具备作业条件。平台多处出现气隙负值且发生较为显著的砰击现象,砰击次数及砰击压力均较大。

深水半潜式支持平台靠泊海洋生产平台碰撞场景

以典型的深水半潜式支持平台为研究对象,利用水动力分析软件SESAM探讨平台在不同吃水、波浪条件和碰撞方向对最大碰撞速度的影响,得到波浪与速度的关系。与船舶的经验公式进行对比可知:波浪对速度的影响较小,可为海洋平台靠泊碰撞风险评估提供一定价值的参考。

半潜式支持平台系泊系统的设计方法及应用

系泊系统是半潜式支持平台抵抗恶劣海洋环境作用、限制平台偏移、实现海上定位的重要设备,辐射状多点系泊是常用的布置方式。针对该平台系泊系统开展了设计方法和分析流程研究,阐述了系泊系统配置设计,包括系泊缆的数量、抛出长度、单根系泊缆的刚度、直径、破断负荷、定位锚的型式、最大抓力等;系泊系统的布置设计,包括系泊缆之间的水平夹角、系泊绞车、导缆器、定位锚的位置等;同时归纳风载荷、流载荷以及波浪慢漂载荷的常用估算方法;总结适用于该类平台系泊系统设计的规范要求。将上述方法和流程应用于某型半潜式支持平台系泊系统的开发和设计,采用系泊定位分析程序MIMOSA对该系统的定位能力进行分析,研究了系泊缆形状、夹角等参数随张力的变化特征,同时系泊缆按照船级社的规范要求进行衡准,反复调整和优化系泊系统的配置和布置方式,直至系泊系统满足要求,最终设计出较合适的系泊系统。相关方法、流程和结论为实际工程项目提供重要的设计思路。

基于耐撞性的半潜式支持平台防撞结构

为防止深水半潜式生活支持平台在近距离靠泊时意外碰撞工作平台导致其连接栈桥基座损伤,针对基座结构设计2种抗撞防护结构方案,并进行数值仿真分析。结果表明:在典型碰撞工况作用下,全维护防护套箱方案的设计效果较好,达到了保护基座结构不受撞损的目的。由2种方案的结构设计和计算对比可知:在设计抗撞防护结构时,合理的结构布置和材料运用可大幅提高结构的吸能耐撞性能;在分析结构抗撞性能时,耐碰撞指数和能量吸收率是重要参数,可直接体现结构的防撞吸能效果。

供应船与半潜式支持平台碰撞的数值仿真分析

为了解供应船舶与半潜式支持平台碰撞的典型特征以及被撞立柱内不同结构的响应特征,基于通用有限元软件建立供应船与平台的三维有限元模型,选择合适的附加质量系数、材料参数及网格密度,对两者在不同碰撞位置以及不同碰撞速度下的碰撞力、结构破环情况以及能量转化规律进行分析,得到被撞平台典型的响应特征及立柱内不同结构的响应规律。

深水半潜式支持平台火灾烟气蔓延规律

基于火灾动力学模拟软件中的数值计算方法对深水半潜式支持平台的火灾烟气蔓延规律开展研究.根据火灾布置最不利原则设计4类火灾工况;研究烟气沿楼梯向上蔓延能力的分布规律及其对温度、能见度、CO体积分数的极值在各层甲板楼梯口分布的影响;分析火源层高度对烟气充满甲板所需时间的分布规律及烟气蔓延路径的影响.研究结果表明:随着楼梯与火源之间距离的减小,烟气沿楼梯向上蔓延的能力增强;火源层以上甲板的最高温度及能见度达到临界条件的最短时间、最高CO体积分数均位于烟气向上蔓延能力强的楼梯口;随着火源层高度的增加,烟气充满火源层以上甲板所需时间有所减少,充满火源层以下甲板所需时间有所增加.研究结果可为火灾中人员的疏散路径规划及深水半潜式支持平台的消防设计优化提供一定的理论指导依据.

标准型半潜式支持平台靠泊连接方案设计研究

支持平台与生产平台的安全靠泊连接具有重要意义。以标准型半潜式支持平台为研究对象,以“奥特宝”八角形生产平台为服务对象,设计了一套支持平台与生产平台之间的靠泊连接带缆方案,对两平台单体的RAO曲线特性进行分析,并计算在靠泊连接状态下支持平台的水动力运动响应和系泊缆顶端张力情况,分析平台之间有无连接带缆对平台的运动响应和系泊缆张力的影响。

半潜式支持平台模块化建造模拟搭载系统方法

针对半潜式支持平台模块化建造过程的尺寸精度分析、控制和无裕量制造的需求,重点研究精度测量、模拟搭载、精度控制等技术,分析半潜式支持平台模块化建造模拟搭载方法,开发模拟搭载软件系统。介绍功能区域模块模拟搭载软件系统设计方案,包括总体思路、设计原理、系统架构及技术指标。通过该系统的应用为半潜式支持平台模块的修正和搭载定位提供精度数据支撑,提高半潜式支持平台建造精度。

半潜式支持平台焊接补偿量预测方法与数据库设计

针对半潜式支持平台分段建造过程中的板件变形,采用线性回归和神经网络2种方法进行焊接补偿量预测,并分别对其预测准确度进行对比,发现神经网络方法的准确度高于线性回归方法,神经网络方法的均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)约0.06269,远小于线性回归方法的均方根误差。在神经网络预测方法的基础上设计并搭建焊接补偿量数据库,为今后半潜式支持平台高精度建造提供有效的支撑。

深水半潜式支持平台母联闭合型中压电网设计

对深水半潜式支持平台母联闭合型配电系统进行设计。分析深水半潜式支持平台动力定位(Dynamic Positioning,DP)配电系统的需求和中压电力系统的顶层构架,解析DP2、DP3和DP ER等3种模式下发电机组态的特点。结果表明:DP ER模式的母联闭合型中压电网是最佳电网设计方案,DP2母联闭合加DP3标准型电网设计方案是最经济实用的方案。在此基础上,提出电站防失电和失电快速恢复策略,为实现此类平台设计和海工项目关键设备建造提供参考。

标准型半潜式支持平台生存海况下系泊系统方案优化

半潜式支持平台恶劣海况下系泊方案的设计优化对平台的安全性和经济性有重要意义。以标准型半潜式平台为研究对象,基于墨西哥湾海况设计一套适用于1500 m水深的八点悬链式锚泊定位系统,分析各方向系泊缆的受力,发现在0°环境载荷下,4号缆和5号缆受力最大;又分别研究了系泊缆顶端张角、各段成分的直径和长度分配、系泊缆之间的布置角度等因素对系泊缆顶端张力的影响,以系泊缆顶端张力为优化目标,给出了系泊系统方案的优化建议。

基于深水半潜式支持平台的登船栈桥波浪补偿系统设计与研究

登船栈桥是海上实现深水半潜式支持平台和固定式或移动式生产平台之间人员输送的关键设备。介绍了可伸缩式登船栈桥的结构和工作原理,设计出了一种登船栈桥波浪补偿液压系统以满足在恶劣海洋环境下的使用要求。

基于CFD的半潜式钻井服务支持平台拖航阻力数值分析

通过分离涡模拟法(detached eddy simulation,DES)对半潜式钻井服务支持平台拖航阻力进行了研究,重点对平台拖航阻力、阻力系数和平台表面附近流场分布等特性进行了研究.研究表明:流方向下平台各结构所受阻力各不相同,下浮体占据总阻力比最大(尤其是90°来流方向下).阻力系数及升力系数时历曲线变化具有"脉动性".通过平台表面附近流场分布可以分析涡形成及受力原因,逆方向流及涡之间相互作用使得阻力有所减小.

半潜式钻井支持平台在不规则波中的时域耦合分析

基于三维势流理论和莫里森方程,运用水动力软件AQWA,计算半潜式钻井支持平台的水动力特性。同时运用时域耦合方法,计算了风、浪、流共同作用下,半潜式钻井支持平台在三种工况(迎浪、斜浪和横浪)下的运动响应及系泊系统动力响应。时域耦合分析结果验证了该钻井支持平台满足规范要求。

半潜式钻井支持平台中控系统集成技术研究

中控系统是半潜式钻井支持平台的核心控制系统,包括综合自动化系统和安全仪表系统2个大类分系统,每个分系统又在支持平台和模块化钻井包上分为2部分,各分系统既可以独立运行,又能够通过高速工业通信网络集成一体。本文分析了半潜式钻井支持平台中控系统各分系统的功能原理和整体网络架构,论述了中控系统集成的基本设计原则。

半潜支持平台与FPSO靠泊运动频域水动力性能研究

以北海型和标准型2型深水半潜式支持平台为载体,某32万吨级FPSO为靠泊对象,利用AQWA软件进行频域水动力计算。分别分析2型支持平台与FPSO浮体间的相互作用对支持平台的影响,同时研究不同靠泊方向、间距、靠泊对象吃水变化、浪向角等因素对水动力参数的影响。研究得到频域下的水动力参数变化规律,为支持平台与FPSO的靠泊设计提供参考。

深水半潜式平台DP环网失电快速恢复策略

研发动力定位(Dynamic Positioning,DP)环网配电系统,分析不同DP模式下环网设计的差异,阐述失电快速恢复技术的要求。剖析失电故障在环网设计中的客观性弊端和解决该问题的必要性。通过对硬件配置和软件控制策略进行设计研究,寻找满足规范要求的方法。阐述失电快速恢复能力对DP环网适应能力的影响。设计出能实现失电快速恢复的系统,为DP环网工作模式的应用提供安全保障。

基于多岛遗传算法的半潜式平台主尺度优化研究

为优化某深水半潜式支持平台的主尺度,采用拉丁超立方设计对样本空间采样,在SESAM软件中进行参数化建模,根据现有母平台资料确定主尺度约束条件,基于多岛遗传算法分别对平台的垂荡、纵摇、横摇响应进行优化分析,选出稳性最高、排水量适宜的平台主尺度方案。结果表明,该算法能得到满足约束条件下各响应最小的主尺度方案,对平台主尺度初步方案的确定有很高的参考价值。

可伸缩式铝合金登船栈桥系统开发

介绍了一种可伸缩式铝合金登船栈桥系统,通过长行程伸缩式结构适应复杂的海上环境,采用铝合金焊接、波浪补偿等关键技术,可实现自适应波浪与船体位移变化,从而防止人员意外伤害,确保安全输送。

BT-3500 TSV随机风载荷计算及上层建筑降阻优化

以半潜式钻井服务支持平台BT-3500 TSV原型为研究对象,基于降阻提稳理念对平台上层建筑结构形式及布局提出了3种优化方案。基于Fluent软件结合自编UDF程序并考虑NPD风谱的影响,利用简谐波叠加法将风谱由频域转换为时域内的随机脉动风速,引入雷诺平均法求解N-S方程,结合分离涡（DES）湍流模型对半潜式钻井服务支持平台BT-3500 TSV在自存海况下原型和3种优化方案的风力和风倾力矩进行数值计算和对比分析。研究结果表明：平台在0°~120°风向内风力与风倾力矩呈类似正弦函数变化,最大值出现在60°与120°附近;优化方案1在15°以后的风向区域,风力与风倾力矩较原方案减小明显,尤其在90°风向较原方案减小了30%;方案2在50°以后的风向区域优化效果与方案1基本一致;由于受风面积在风力中占主体地位,方案3优化效果较差。