钻井平台装船关键点拖缆张力极限值算法研究——基于实践经验和拖缆张力计算模型的交互实践

钻井平台安装于半潜船上的作业是装船作业中的难点。当平台首尾线与支撑底座中心线重合后,钻井平台缓慢进入固定位置的时机是装船作业的关键节点。在此节点处,拖轮通过拖缆作用控制钻井平台的拖力的大小,是决定装船作业能否成功的关键要素。一般而言,引航员根据经验调整拖轮拖力大小,缺乏精确的量化手段。目前国内相关研究中,在前述关键点的量化研究尚处于空白。本文采用拖缆张力计算模型设计拖轮拖缆张力的量化计算方法,得出极限值算法,结合实践经验对量化结果进行交互比较,从而在实践中得出这一计算方法具有可操纵性的结论,以期在此种作业中引航员在极限值以下安全操控拖轮。

船舶海上拖航缆绳张力计算方法

拖带航行是船舶与海洋结构物海上航渡的主要方式之一。以3,000t级多功能渔船海上拖航为工程背景,说明船舶海上拖航缆绳稳态张力与极限张力计算方法。计算分析内容及相应结论为拖船与被拖船拖带结构/装置、拖带用缆绳等的设计提供合理参考依据,对确保海上拖带航行的安全性、可靠性具有一定意义。

潜水器水下拖带航行运动响应数值计算与性能分析

基于三维势流理论,采用多体水动力学分析技术,使用典型的格林函数法求解波浪力,对耦合拖缆的潜水器水下拖带航行进行频域与时域数值模拟计算,分析波浪周期、浪向角、拖缆形态、拖缆长度等因素对水下拖航过程中潜水器拖缆张力,以及纵摇、横摇、横荡等运动响应的影响,为潜水器水下拖航系统设计提供参考。

拖靶系统增速飞行可行性分析

为了使用老式拖带系统,提高拖靶飞行速度,从工作原理入手,结合多年工程经验,研究速度增加的影响因素,在保证飞行安全的前提下,分析系统设计与使用载荷的裕度控制,研究了新型拖靶,得出了拖靶飞行速度增加量,为拓展使用范围奠定基础。

破损船舶的拖航研究

由于无有效的拖航方法，如“开拓者”号那样的原油泄漏事故在过去屡有发生。在“Braer”号油轮的原油泄漏事故中，由于主机发生问题导致拖航失败，致使该船漂浮到苏格兰海岸，造成95000千升原油泄漏。日本需输入大量原油和液化气，也需运输和输出国内生产的化学品，海域是原油运输的主要航道，因此，日本和外国油船的来往非常频繁。而且，日本四周海域的波浪，特别在冬天是十分大的，这可能会导致油船老化破损或使主机发生故障。这些遇难船舶的某些部分将会引发原油泄漏、碰撞、污染或火灾等事故。为了建立估算拖力的方法和确定拖航方法，本文在拖航试验中采用几何形状相似的船模研究了损伤船舶和破损船舶的拖缆张力及其不稳定运动。拖航试验是在静水和波浪两种情况下进行的。在静水状态下比较了不同拖航方向、拖速、船舶破损状态和拖点等工况的拖航阻力系数。文中还将破损船舶在规则波中与横荡、艏摇幅值以及艏摇周期有关的不稳定运动与静水中的船舶运动进行了比较。经研究发现，在波浪中拖航速度低于6kn时破损船舶的不稳定运动与静水状态相比是较小的。艏摇周期近似等于波浪周期，与拖航过程中的船舶破损状态无关。拖航阻力与拖速的三次方成正比，而不是与拖速的二次方成正比，尤其当拖航舱内进入大量水的破损船舶时更是如此。