SPAR平台张紧式与半张紧式系泊性能比较

针对SPAR平台在作业时用到的半张紧式系泊系统和张紧式系泊系统,在初始垂向力一致的条件下对比2种系泊方式的动态响应特点、受力情况及位移运动大小。结果表明,张紧式系泊系统在位移及慢漂运动控制方面的性能要好于半张紧式系泊系统。

张紧式系泊深水FPSO的动力特性及系泊布置方式研究

为探讨深水浮式生产储油卸油装置(FPSO)系泊系统的定位特性,以单点系泊FPSO为研究对象,从6自由度运动和系缆张力响应比较了张紧式和悬链线式系泊系统对于平台水动力性能影响。结果表明:张紧式系泊系统可有效控制深水FPSO动力响应。针对张紧式系泊FPSO,采用非线性时域耦合数值方法对系泊系统进行分析,研究系泊布置方式(系缆根数、组式和分式布置、内转塔位置及系泊缆与海底夹角)对于其水动力性能的影响。结果表明:增加系缆根数、分式布置可以较好地降低船体的运动响应;选取合适的内转塔的位置和系泊缆与海底夹角布置方案,将可有效地降低船体运动响应及系泊缆张力。

深水圆筒型钻井平台张紧式系泊系统设计

基于我国南海海域环境条件,对一座深水圆筒型钻井平台设计一套张紧式系泊定位系统,利用SESAM软件对平台运动响应和缆索张力进行分析计算,得到主要运动响应为纵荡、纵摇和垂荡。分别考虑0°和180°的环境载荷方向,对比得到0°方向的缆索张力更大,且6号和7号缆承受了主要的环境力。分析了平台运动的影响因素,认为缆索夹角设定为35°时较优,适度增大系泊缆初始长度和减小两端锚链长度可较为有效地降低系泊缆受力,系泊缆总根数保持12时(4根×3组)为最优方案。根据分析结果对初始系泊方案进行了优化,在风暴工况下系泊缆最大受力减小了约14.8%。钻井作业工况和一根系泊缆破断工况下,系泊缆受力和平台位移均能满足规范要求。

张紧式系泊方式对深水半潜平台性能影响研究

张紧式系泊是一种适用于深水定位的系泊方式。针对作业水深为2 000 m的半潜式钻井平台,设计了不同的张紧式系泊布置方案,通过系泊系统耦合分析,对方案逐步优化,最终确定系泊系统参数。并在确定的系泊布置形式下,分析了平台作业状态下的运动性能,可为平台系泊系统设计提供参考。

深水半潜式平台聚酯缆张紧式系泊研究

该文主要研究了聚酯缆张紧式系泊在深海作业条件下的相关性能。首先总结聚酯缆材料的非线性伸长特性及规范法规的相关要求,针对1 500m作业水深下的半潜式平台的相关参数设计了聚酯缆材料的张紧式系泊系统,并对系泊系统在作业工况和自存工况下进行了时域耦合动力分析,根据规范对平台运动位移和线张力采用不同轴向刚度值进行模拟,分析了单根破断对耦合系统的影响,并校核计算结果,发现完全符合规范要求。

圆筒型海洋平台及张紧式系泊系统耦合水动力分析

以圆筒型生活平台为算例，基于AQWA模块进行频域和时域范围内的水动力分析，结果表明：圆筒型平台在纵、横荡响应具有明显的低频特性，而垂荡响应受波浪频率的影响较大且与浪向角无关；张紧式系泊系统能够有效降低平台的水平运动响应，但也会影响平台垂荡响应，故在平台设计过程中应该减少横、纵剖面面积和增加垂荡板结构以减缓平台的动力响应。

张紧式系泊半潜式风机平台水动力响应建模分析

针对某半潜式风机平台,采用锚链和聚酯纤维绳分段连接形成张紧式系泊系统,建立环境载荷数学模型及环境载荷作用下的平台及系泊系统动力学方程。通过Simulink集总参数计算与AQWA数值仿真2种方式,对比分析风载荷阶跃输入、浪载荷正弦输入作用下平台的响应特性。结果表明,Simulink集总模型计算结果与AQWA数值仿真结果较为吻合,这在一定程度上说明了集总参数建模方法的合理性。研究发现,在风阶跃输入作用下平台主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,其中横荡稳定时间较短,但偏移量相对较大,而垂荡和横摇的稳定时间较长且基本一致;在浪正弦输入作用下平台同样主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,此时横荡幅值相比垂荡同样较大。横荡位移与振幅较大的原因在于采用了张紧式系泊的半潜式平台设计,进一步约束该自由度是接下来平台与系泊系统优化设计的研究方向。

张紧式系泊水下浮筒水动力响应特性

对一种新型可移动式水下张紧系泊浮筒型油气外输终端系统进行模型试验,详细研究该水下浮筒系统的动力响应和张紧式系泊的受力特性,发现水下系泊浮筒在顶浪时除纵摇运动外还存在垂直于波浪方向的横向运动,张紧式系泊受力呈现脉冲载荷特性。研究为张紧式浮筒外输终端系统的设计提供理论依据。

八角形FDPSO张紧式系泊系统设计与分析

从船型、环境条件和设计工况考虑,定性地为八角形浮式钻井生产储卸装置(FDPSO)选择等角度分组张紧式系泊系统。以2 000m水深处环境条件为基础,设计了一套等角度分组张紧式系泊系统,以满足八角形FDPSO的定位要求和系泊线受力要求。与悬链式系统相比,张紧式系泊系统垂向重量小,锚泊半径小,百年一遇海况下一根锚链破损之后FDPSO的水平偏移能够得到有效控制。所提出的系泊系统不但可以满足八角形FDPSO系泊定位的要求,而且可为类似浮体的深水系泊设计提供参考。

深水半潜平台张紧式系泊系统耦合动力响应研究

采用时域耦合动力分析方法,并考虑系泊缆的非线性动态特性和平台与系泊缆之间的相互作用,分析张紧式系泊系统的系泊缆流体动力系数、系泊缆张力倾角、系泊缆布置角度、系泊缆数目等对平台系泊性能的影响.结果表明,不同的系泊参数对系泊系统性能均有不同程度的影响,合理选取系泊参数能有效控制系统的运动响应和系泊缆动力效应.

深水非线性弹簧截断张紧式系泊系统动力特性

通过分析张紧式系泊系统的力学特性,提出用弹簧系统代替被截断系泊线并准确模拟其刚度特性的方法.截断水深以上系泊线刚度保持不变,讨论弹簧长度、位置及非线性系数的确定方法,保证截断前后系统的静力特性相似.提出改变截断后系泊线直径和单位长度质量的计算方法,准确模拟系泊线的动力特性.将一作业水深3 048m的FPSO内转塔式系泊系统分别等效截断到1 000m和500m,通过静态分析和时域动态分析可知:截断前后系泊线的预张力、顶部张角、静力特性曲线、平台总体响应和系泊线受力都符合良好,证明了所提截断方案的合理性和正确性.

深水半潜式平台张紧式系泊系统优化设计

针对2 000 m工作水深12点多成分张紧式系泊系统,采用时域耦合动力分析方法,研究不同浪向完整条件和一根系泊缆断裂的破损工况下浮体运动和系泊缆张力特性。改变系泊系统参数,定量探究其影响系泊系统的一般规律,提供满足API规范要求的系泊系统优化设计方案。结果表明:增加系泊缆根数可以有效增强平台定位能力;通过合理选择预张力倾角、预张力大小、系泊缆夹角等,可以大幅度改善平台的运动响应和系泊缆动态响应。

深水张紧式聚酯缆系泊系统疲劳分析研究

以一座采用张紧式聚酯缆系泊定位的深水半潜生产平台为研究对象,采用时域动态方法计算平台运动响应和系泊系统响应,对响应结果进行统计分析,通过采用修正系数窄带联合谱法计算系泊系统疲劳损伤。采用莫里森方程考虑系泊线的拖曳力效应和附加质量效应,通过对拖曳力系数、附加质量系数和聚酯缆拉伸刚度的敏感性分析,研究三个参数对深水张紧式聚酯缆系泊系统张力响应和疲劳损伤的影响。结果表明:拖曳力系数变化和聚酯缆拉伸刚度对系泊系统疲劳损伤影响显著;附加质量系数变化对系泊系统疲劳损伤影响很小。

SPAR平台张紧式系泊系统方案

针对系泊系统中系泊缆绳的根数、分组布置方式以及系泊缆绳组内夹角对系泊性能的影响进行时域动态计算,分析所得结果并选定最终的系泊方案。计算分析了3组4根、4组3根、2组6根和均匀布置的布置方式,对比结果表明:3组4根的布置方式方案受力最小,平台水平偏移最小,性能最优;而在综合考虑了系泊缆绳的碰撞和运动受力性能后发现,5°组内夹角最为合适。

浅水新型FPSO张紧式多点系泊系统时域分析

为了确定新型圆角倒棱台形FPSO(IQFP)的系泊系统方案,进一步研究浅水张紧式多点系泊系统的基本特性,考虑风、浪、流的联合作用,对IQFP张紧式多点系泊系统进行了作业工况和生存工况下的时域耦合运动响应分析,得到了浮体运动和系缆张力的时历曲线。研究结果表明,浮体的水平偏移和系缆的张力都符合规范要求,系泊性能优良。在此基础上,通过谱密度分析,从能量角度对浅水张紧式系泊特性进行分析。分析结果表明,与悬链线式系泊相比,采用张紧式多点系泊的浅水IQFP的浮体低频运动响应很微小,而系缆张力中波频力和低频力所占比例几乎相同,从而进一步验证了张紧式多点系泊系统适用于浅水海域的优越性。

静荷载与循环荷载作用下张紧式吸力锚承载特性的模型试验

利用自行开发的电动伺服加载装置,在荷载控制方式下,进行了张紧式吸力锚在最佳系泊点受静荷载作用、受静荷载与循环荷载共同作用时的承载力模型试验。依据试验结果,分析了锚的破坏模式、加载方向与静荷载对循环承载力的影响以及循环承载力随循环破坏次数的变化规律。结果表明,静荷载与循环荷载作用下,如果锚受到的竖向极限抗力小于水平极限抗力,锚的破坏为竖向平移拔出土层的模式;静荷载作用下锚达到极限状态时,系泊点沿系泊方向的位移大约为0.6倍的锚径;同一循环破坏次数下,循环承载力随静荷载比增加而增大,且锚能承受的循环荷载取决于锚受到的静荷载比;当静荷载比为0.5左右时,锚承受的循环荷载最大;对于同一静荷载比,当加载方向从30°变化至40°时对循环承载力比随循环破坏次数的变化关系没有明显影响;锚的循环承载力随循环破坏次数增加而降低;若锚受到的静荷载比大于0.5,循环破坏次数不大于1000,则循环承载力最多减小至静承载力的75%左右。

深水半潜式平台系泊系统动力特性研究

探讨张紧式系泊系统的基本特征,比较张紧式和悬链线式系泊半潜平台运动和动力响应特性,分析拖曳力系数变化对张紧式和悬链线式系泊动力效应的影响,以及张紧式和悬链线式系泊缆节点运动特点,从而为改善半潜平台系泊系统动力效应提供参考。

深海半潜式平台系泊系统设计研究

概述了张紧式系泊系统的研究方向和设计方法,针对一深海半潜式平台,设计了三段式系泊缆,通过对各种系泊方式的静力分析比较,确定了该平台的系泊方式。

极端载荷下半潜式平台系泊方法及性能对比

以某深水半潜式平台为研究对象,针对1400 m工作水深的12点系泊系统,采用时域耦合分析方法对比分析南海某设计工况下张紧式系泊与悬链线式系泊平台的运动响应和系泊缆动力特性,进而研究极端载荷作用下受力最大的系泊缆断裂时二者的变化情况。结果表明:与悬链线式系泊相比,无论是完整状态抑或是破断状态,张紧式系泊均具有更好的系泊性能,但聚酯缆材料的刚度非线性程度较大。分析结果可为系泊系统的设计与选择提供参考。

张力腿平台系泊系统特性研究

张力腿平台(TLP)采用垂直张紧式系泊系统,相对于传统的悬链线、张紧式系泊系统有较明显的区别,为此提出了一种较为简化直观的方法来计算TLP系泊系统的静力特性;通过Sesam软件相关模块对平台进行时域耦合分析,研究了TLP系泊系统的动力特性,运用谱分析方法得出了系泊系统动力响应中的能量分布情况;将计算结果与模型试验结果进行对比分析,验证了本文方法给出的TLP系泊系统静力与动力特性计算结果的准确性。