Response Analysis of Tension-Based Tension Leg Platform Under Irregular Waves

Tension Leg Platform（TLP） is a hybrid structure used as oil drilling and production facility within water depths of 1200 m. The extension of this TLP concept to deeper waters is a challenge and warrants for some innovative design concepts. In this paper, a relatively new concept of TLP which is christened as Tension-Based Tension Leg Platform（TBTLP） and patented by Srinivasan（1998） has been chosen for study. Response analysis of TLP with one tension base under irregular waves for three different sea states has been performed using hydrodynamic tool ANSYS？ AQWA？. Results are reported in terms of RAOs, response spectrums for surge, heave and pitch degrees of freedom from which spectral statistics have been obtained. The statistics of TBTLP have been compared with TLPs（without tension base） for two different water depths to highlight the features of the new concept. The effect of viscous damping and loading effects on the RAOs are also investigated.

顶张紧立管冲程分析方法研究

主要对顶张紧立管(TTR)冲程计算方法进行研究,并给出了计算TTR冲程的主要组成部分。通过张力腿平台TTR运动系统的简化建模,理论分析了影响TTR运动冲程的主要因素,给出简单估算TTR运动冲程的解析计算方法。通过使用有限元方法对TTR运动进行动态的时域分析,对影响TTR运动冲程的因素进行敏感性分析,并给出理论解释。最后提出控制TTR运动冲程范围的有效方法,为TTR冲程设计提供参考及依据。

张力腿平台顶张紧式立管强度分析

张力腿平台在近年来深水油气田开发中得到广泛应用。顶张紧式立管是张力腿平台的关键部分之一,它连接水下井口与平台,十分重要。根据API RP 2RD规范,对张力腿平台的顶张紧式立管总体强度分析进行了探讨,并以中国南海340m(1116ft)水深某油田环境条件作为设计基础,采用单层管等效模型模拟多层管顶张紧式立管,利用Orcaflex软件对顶张紧式立管总体强度进行了分析,同时探讨了采用规则波或不规则波以及内孤立波对立管应力分析结果的影响,对今后顶张紧式立管的研究和设计具有一定的参考作用。

油管泥线悬挂器在张力腿平台干式井口的应用

降低张力腿平台立管顶部张力大小有利于减小平台载荷,缩小平台尺寸。对TTR系统进行了整体张力分析和局部受力分析,推导得出:生产管柱重力不影响立管顶部张力的大小,采用油管泥线悬挂器无法有效降低平台载荷;是否采用油管泥线悬挂器取决于立管局部受力分析结果;建议采用立管环空注氮的方式降低立管顶部张力。算例分析结果表明:环空注氮后立管顶部张力仅为8 kN,比注氮前降低约280 kN;立管轴向受压区不存在受压失效风险,受拉区张力较小,若生产管柱湿重继续增大,则立管受拉区有转为受压状态的可能,需要考虑增大张紧器张力或采用生产管柱泥线悬挂器的办法来保证吊环以下立管整体处于受拉状态。所得结论可为油管泥线悬挂器在张力腿平台的应用提供参考。

波流作用下的张力腿平台顶张紧式立管干涉分析

顶张紧式立管(TTR)是张力腿平台(TLP)的关键部分之一。TTR之间干涉的风险随着水深的增加而增加,因而立管之间的干涉评估也就变得越来越重要。如果因干涉引起的碰撞力或参与碰撞的能量足够大,则有可能会在立管的某区域产生损伤,降低立管的使用寿命,甚至危及平台的安全。针对某油田开发方案设计工作,对井槽间距的设置以及立管干涉分析进行研究,并对影响立管干涉性能的主要因素开展敏感性分析,为立管的研究及设计提供参考。

张力腿平台顶张紧立管设计与在位分析技术

依据南海深水油田开发工程的基础参数,完成了张力腿平台(TLP)顶张紧立管(TTR)的总体设计,确定TTR的结构尺寸。为了验证TTR在位期间的安全性,应用TTR专业分析软件,建立了TTR有限元模型,考虑TTR在位期间的各种载荷工况,对TTR进行干涉分析、强度分析及疲劳分析。结果表明,TTR的设计满足规范要求。

VIM、VIV对TLP张力腿张力的影响分析

针对多因素影响下的TLP系泊安全问题,以传统式TLP为对象,建立了数值分析模型,进行了时域耦合分析,获得了在正常作业、极端和自存条件下,以及考虑高、低潮位和其他因素影响下的计算结果。计算结果表明,张力腿最大张力和最小张力满足设计要求。在此基础上研究了TLP浮体涡激运动、张力腿涡激振动对张力腿张力的影响。分析结果表明,浮体涡激运动对位于垂直于环境载荷方向的张力腿的张力影响较大,张力腿涡激振动对其张力的影响可以忽略。本文的计算结果和分析方法可为TLP工程设计提供参考。