张力式平台及其上部结构振动的主动控制

主动控制是一种反馈控制,它传感结构的运动(位移、速度或加速度)并产生一个相应的控制力作用在结构上,以减少结构的运动,甚至消除这种运动。 本文的目的是讨论海洋上一种新式钻井平台——张力式平台与其上部结构动力相互作用中应用主动控制理论的可能性,以解决平台的正常钻探工作问题。

超深水环境下新概念张力系泊式水中生产平台力学特性研究(第一部分)（英文）

文章研究聚焦于一种新概念张力系泊式水中生产平台(STLP),该平台实现了浅水采油设备和技术在超深水环境下的生产作业。STLP位于海面下一定深度处,充分降低了海面灾害性海洋环境要素(巨浪、强流)的影响。文中详细研究了在3 000 m水深环境下STLP的力学特性。其中,该专题的第一部分重点研究刚性立管的力学特性,介绍了STLP的设计原理,给出了STLP的理论模型及数值模拟方法。进一步地,给出了STLP的设计流程与理论。在此基础上,研究并讨论了刚性立管在3 000 m水深环境下的强度、屈曲和疲劳特性。最后,给出了研究结论。特别地,文中研究所得到的结论对于自站式混合立管的工程设计和分析均具有广泛适用性。

特征参数对延伸式张力腿平台运动性能影响

在深水平台的设计与分析中,调整平台某种参数以提高某一性能时,经常受到其他功能或性能的约束。应用SESAM软件建立延伸式张力腿平台的三维水动力模型,采用势流理论进行计算分析,获得延伸式张力腿平台运动响应的传递函数。在此基础上研究各特征参数对平台水动力性能的影响。研究结果对延伸式张力腿平台初期设计时各特征参数的确定具有指导意义。

超深水环境下新概念张力系泊式水中生产平台准静态稳性特性研究(第二部分)

本文聚焦于一种新概念张力系泊式水中生产平台(STLP),该平台可在超深水环境下应用浅水完井设备和技术开发大型油气田。重点研究STLP准静态稳性设计评估分析模型的建立,STLP的准静态稳性将确保STLP具有良好的技术性能和较高的安全性。STLP准静态稳性的实现是通过将人工海床定位于海平面以下一定位置,以使表面波浪载荷最小化。首先提出STLP准静态稳性研究的分析理论和数值模拟方法;接着,研究不同系泊方式对STLP稳定性的影响;之后,研究极端风暴条件下,系泊缆绳失效对STLP破损稳性的影响;最后进行总结和讨论。结果表明,对于3000 m以上的深海,STLP是一种可行的、具有竞争力的深海油田开发方案。

一种新型延展式张力腿平台及其水动力性能（英文）

文章提出了一种由四个立柱和一个环形浮箱(四个方型截面梁组成)组成的新型延展式张力腿平台。与传统延展式张力腿平台相比,新型延展式张力腿平台有更少的组块和组块间焊缝,因此它的建造成本更低、建造周期更短。新型延展式张力腿平台将延展式结构改进为浮箱的一部分,这就解决了传统平台的延展式结构与浮箱连接处焊缝疲劳损伤问题。文中对结构进行了水动力性能分析以证明其动态响应可靠性。基于三维势流理论对新型平台进行频域内的数值模拟,得到了新型平台的附加质量和势流阻尼。考虑新型平台和张力筋腱系统的耦合作用,分析了新型平台在风、浪、流联合作用下的非线性动态响应。时域分析得到了新型平台在时域内的位移响应。水动力分析结果证明了新型延展式张力腿平台有可靠的水动力性能,并且满足在南海环境条件下的安全要求。

冲击荷载作用下新型延展式张力腿平台时域分析

延展式张力腿平台是一种适用于深水油气开采的海洋平台结构。提出一种新型平台由四个立柱和一个环形浮箱连接而成，环形浮箱是由四个箱型梁焊接而成。根据给出的南海海域的海况条件和相应的规范计算结构的环境载荷，运用SESAM软件 Deep C 模块，考虑风、浪、流等环境荷载的作用和张力腿系统的非线性影响，进行了时域耦合分析，得到了平台的运动位移时程、张力腿系统张力时程和张力极值等。模拟波浪破碎作为冲击载荷，得到张力腿平台在冲击荷载作用下的运动位移时程、张力腿系统的张力时程。研究结果表明：该新型平台具有良好的运动响应，张力筋腱应力满足安全要求；在冲击载荷作用下新型平台的运动响应也满足要求。

张力腿式平台压载系统设计和平台调载方案确定

以一型中深水大陆架油气开采张力腿式平台（TLP）为例，分析TLP压载舱的设置和压载系统的功能、设计依据以及压载管路系统原理；结合TLP在海上的安装过程，介绍平台在海上安装时的调载方案确定方法。

张力浮筒式简易卫星井口平台研究

介绍了用于40m—60m水深的简易卫星井口平台的一种新型式。该简易平台技术可行造价低,绝大部分可重复使用,实用性极大。

基于流体脉动理论的漂浮式风力机平台纵摇运动控制策略

在流体脉动理论作用下,对张力腿式漂浮式风力机平台的纵摇运动进行分析,提出一种通过给变桨动作施加主动阻尼的控制策略,设计在不影响电功率输出的情况下的反馈控制系统,利用FAST软件对NREL提供的5 MW张力腿式漂浮式风力机进行建模,并与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真。仿真结果表明,在流体脉动理论下设计的反馈控制系统不仅能降低塔顶的纵摇位移、叶轮转速和电功率输出波动,也能在一定程度上降低塔基处的纵摇力矩,对延长塔筒的寿命起到一定的作用。

深水中TLP及Spar的粘性阻尼

对深水中TLP及Spar在发生高频垂向谐振“Springing Vibration”时的水动力阻尼作了较为系统的研究与数值计算分析.计算结果表明：在本文所考虑的参数范围（KC=0.001～1.0,β=89236～435298）内,由于不同的形状阻尼特性,存在着两个不同的线性和非线性阻尼区域.基于数值计算结果分析,导出了适用于上述两个区域的粘性阻尼计算公式.