南海海域的石油、天然氣以及可燃冰資源豐富,但該海域的內(nèi)孤立波活動(dòng)比較頻繁,對(duì)該海域未來(lái)的石油、天然氣以及可燃冰資源的開(kāi)發(fā)將是一個(gè)重大的威脅。目前新一代的半潛式鉆井平臺(tái)均采用動(dòng)力定位系統(tǒng)進(jìn)行海上定位鉆井作業(yè),在傳統(tǒng)的平臺(tái)動(dòng)力定位能力分析中,考慮的環(huán)境外載荷只包括風(fēng)載荷、流載荷和表面波浪載荷,如果半潛式平臺(tái)要在南海海域這種內(nèi)孤立波頻發(fā)海域作業(yè),則有必要分析平臺(tái)在內(nèi)孤立波和風(fēng)浪流共同作用下的動(dòng)力定位能力。鑒于此,本文基于系列模型實(shí)驗(yàn)建立了一種適用于不同內(nèi)孤立波來(lái)波方向的半潛式平臺(tái)內(nèi)孤立波載荷計(jì)算方法,并進(jìn)行了內(nèi)孤立波與風(fēng)浪流共同作用下的半潛式平臺(tái)動(dòng)力定位能力分析,具體工作如下:在本文第二章,針對(duì)半潛式平臺(tái)的立柱群和沉箱群,設(shè)計(jì)了兩套獨(dú)立的載荷測(cè)量系統(tǒng),利用大型重力式密度分層水槽,在不同來(lái)波方向下對(duì)孤立波中半潛式平臺(tái)載荷進(jìn)行了系列模型實(shí)驗(yàn)。研究表明,對(duì)平臺(tái)立柱部分,其內(nèi)孤立波載荷可以用Morison公式進(jìn)行計(jì)算,基于系列載荷實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立了Morison公式中其拖曳力系數(shù)以及慣性力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式;對(duì)于半潛式平臺(tái)的沉箱部分,當(dāng)來(lái)波方向與其中縱剖面不平行時(shí),其水平內(nèi)孤立波載荷同樣可以使用Moris... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

南海內(nèi)孤立波分布

平臺(tái)第一座真正意義上的半潛式鉆井平臺(tái)是在 1961 年建造平臺(tái)同年于墨西哥灣投入工程應(yīng)用。從二十世紀(jì)六十年的技術(shù)更新?lián)Q代，最新的半潛式鉆井平臺(tái)技術(shù)研發(fā)已經(jīng)半潛式鉆井平臺(tái)的極限工作水深只有 90~180m，而最新的極限工作水深已經(jīng)超過(guò)了 3000m，鉆井深度超過(guò) 100十多年中，半潛式鉆井平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式也在不斷進(jìn)化，中，“Ocean Driller”號(hào)半潛式鉆井平臺(tái)的甲板呈 V 字形水 1 號(hào)”鉆井平臺(tái)則是 4 立柱結(jié)構(gòu)。這一時(shí)期的半潛式不合理（如：Friede Goldman 公司設(shè)計(jì)的“Sedeo 135”柱的結(jié)構(gòu)布局），立柱多且很多平臺(tái)的立柱間有斜撐結(jié)構(gòu)一代半潛式平臺(tái)的設(shè)備自動(dòng)化程度很低，鉆井作業(yè)效率一代半潛式平臺(tái)的立柱直徑較小，立柱之間以及橫撐與上連接，平臺(tái)下部結(jié)構(gòu)有過(guò)多的連接節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)重降低了平

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，最新一代的半潛式鉆井平臺(tái)的甲板以下結(jié)構(gòu)中已經(jīng)見(jiàn)不到斜撐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的可靠性繼續(xù)提高，同時(shí)結(jié)構(gòu)自重減少，甲板的可變化載荷進(jìn)一步提了平臺(tái)的工作水深以及最大鉆井深度。目前，最新一代的半潛式鉆井平臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)一般包括箱型上甲板結(jié)構(gòu)方立柱結(jié)構(gòu)、2 個(gè)沉箱結(jié)構(gòu)。第一代到第四代半潛式鉆井平臺(tái)均采用錨從第五代半潛式鉆井平臺(tái)開(kāi)始，動(dòng)力定位系統(tǒng)開(kāi)始在半潛式鉆井平臺(tái)上應(yīng)代半潛式平臺(tái)仍使用錨泊定位系統(tǒng)進(jìn)行輔助動(dòng)力定位作業(yè)。目前大多數(shù)第七代半潛式鉆井平臺(tái)配有 DP3 等級(jí)的動(dòng)力定位系統(tǒng)，新一代半潛式平動(dòng)力定位作業(yè)時(shí)很少使用錨泊定位系統(tǒng)進(jìn)行輔助定位裝置。圖 1-3 為最新一代的超深水半潛式鉆井平臺(tái)“FRIGSTADSHEKOU”，從很明顯地看出，該平臺(tái)為 4 個(gè)立柱結(jié)構(gòu)、2 個(gè)箱型浮體的結(jié)構(gòu)布局，在兩還有橫撐結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)布局減少了結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)數(shù)，提高了結(jié)構(gòu)的性，很多新一代的半潛式鉆井平臺(tái)都采用這種結(jié)構(gòu)布局形式。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]深水鉆井船動(dòng)力定位能力分析方法研究[J]. 何進(jìn)輝,張海彬.  海洋工程. 2014(01)
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[10]半潛平臺(tái)內(nèi)孤立波載荷實(shí)驗(yàn)及其理論模型研究[J]. 黃文昊,尤云祥,石強(qiáng),王竟宇,胡天群.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2013(06)

碩士論文
[1]深海半潛式鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位能力分析[D]. 王亮.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3211850