新型垂荡结构对钻井平台的性能优化研究

设计、研究一种新型结构的双浮体四立柱半潜式钻井平台,论证新型垂荡结构是否能够有效减小平台的垂荡响应。通过workbench建立双浮体四立柱原平台三维湿表面模型和新型结构的平台模型,通过数值模拟仿真分析,得到需要的数据进行综合评价。分析数据得出,增加新型垂荡结构的平台垂荡附加质量约增加一倍,平台在浪向角为0、45°、90°时垂荡响应的最小值、最大值、均值都有所减小,且垂荡响应最大值减小的较为明显。所设计的新型结构半潜式钻井平台能有效的降低平台的垂荡运动。

新型圆筒型FPSO垂荡抑制结构优化设计

针对传统圆筒型FPSO垂荡运动剧烈的特点,提出一种带有垂荡抑制结构的圆筒型FPSO。采用1∶77.8的缩尺比制作模型,进行垂荡纵摇衰减试验,得到带有不同垂荡抑制结构模型的固有周期和无因次阻尼系数,进而选取最优的垂荡抑制结构型式。之后计算并对比传统圆筒型FPSO和新型圆筒型FPSO垂荡纵摇运动的固有周期和幅频响应函数。在此基础上,结合我国南海海洋环境条件,设计新型圆筒型FPSO的系泊系统,计算分析自存工况下的耦合动力响应,并与传统圆筒型FPSO进行对比。结果表明,文中提出的垂荡抑制结构可以有效增大系统垂荡纵摇运动的固有周期,改善运动性能,提高系泊的安全性。

不同垂荡抑制结构对圆筒型FPSO阻尼和运动性能的影响研究

设计和改进垂荡抑制结构是提升圆筒型浮式生产储卸油装置(FPSO)阻尼性能和改善运动情况的一种常用方法。该文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对具有带锯齿垂荡抑制结构的圆筒型FPSO进行了计算分析。通过静水自由衰减数值模拟与模型试验对比平台固有周期进行验证,结果表明,二者吻合良好,验证了本求解器对圆筒型FPSO问题进行模拟仿真的可行性。之后,对带有不同垂荡抑制结构的FPSO进行模拟,得到相应的固有周期和阻尼系数。通过分析垂荡抑制结构附近的涡量场与速度场,探索了抑制结构对平台泄涡的影响。结果表明,在垂荡抑制结构上设置锯齿会对阻尼性能和流场情况产生较大影响。

高性能张力腿平台的优化设计与性能分析

针对现有钻井张力腿平台的不足,设计了性能更优异的TLP平台,为TLP平台的设计选型提供参考。基于第六代半潜式钻井平台结构设计方法,结合垂荡板与TLP平台自身结构的优缺点进行了分析设计,并采用水动力分析软件进行综合评价。在单位波高作用下,TLP平台的垂荡响应受入射波的频率影响较大,受浪向的影响较小,新平台可有效抑制最大垂荡响应;垂荡板结构使平台的垂荡固有周期减小;新平台较原平台的垂向阻力增大约1.769倍;新平台垂荡时间历程响应降幅值为7.247m,垂荡响应缩减比例达60.74%。结果表明,TLP平台优化设计方法合理,新平台较原平台表现出了优秀的综合垂荡水动力性能,具有一定的应用前景。