本文關(guān)鍵詞：浮式鉆井生產(chǎn)儲(chǔ)油輪水動(dòng)力特性的數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： FDPSO 水動(dòng)力特性 數(shù)值模擬 月池 單點(diǎn)系泊

【摘要】：近些年來(lái),全球能源的需求日益增長(zhǎng),各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪開發(fā)深海蘊(yùn)藏的油氣資源,深水油氣開采技術(shù)的掌握成為領(lǐng)先開采戰(zhàn)略的主動(dòng)權(quán)。傳統(tǒng)意義上油氣開采需要專門的鉆采平臺(tái)系統(tǒng)和儲(chǔ)油平臺(tái)系統(tǒng),生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高且作業(yè)靈活性較差。浮式鉆井生產(chǎn)儲(chǔ)油輪(Floating,drilling,production,storage and offshore vessel,簡(jiǎn)稱FDPSO)既具有較強(qiáng)的生產(chǎn)儲(chǔ)油特點(diǎn),又具備鉆探和完井的功能,是集油礦鉆探、原油生產(chǎn)、儲(chǔ)備以及外輸?shù)裙δ苡谝惑w的海洋平臺(tái)。其優(yōu)越性能吸引了海洋石油工程界和眾多科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注,一些船廠開始陸續(xù)建造。FDPSO有月池結(jié)構(gòu),使其在波浪環(huán)境下的安全可靠性分析不能借鑒于一般船舶。因此,對(duì)FDPSO水動(dòng)力性能的研究具有重要意義。以一艘210米長(zhǎng)的浮式鉆井生產(chǎn)儲(chǔ)油輪FDPSO為研究對(duì)象,采用水動(dòng)力軟件AQWA數(shù)值模擬法,研究了南海海域下浮式鉆井生產(chǎn)儲(chǔ)油輪FDPSO的水動(dòng)力特性�；谌S勢(shì)流理論,在頻域范圍內(nèi)分析了月池尺寸、位置、吃水下船體的六自由度的附加質(zhì)量和輻射阻尼系數(shù),研究了月池尺寸、位置、吃水對(duì)FDPSO總體水動(dòng)力特性的影響。結(jié)果表明,月池內(nèi)流體的“活塞”振蕩會(huì)增大船體的垂蕩運(yùn)動(dòng)幅度;船體附加質(zhì)量和輻射阻尼系數(shù)存在極值,該極值對(duì)應(yīng)的波浪頻率與月池尺寸、吃水有關(guān),與位置無(wú)關(guān)。對(duì)比分析了FDPSO壓載載況和滿載載況的船體水動(dòng)力參數(shù),包括運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值算子、一階波浪激勵(lì)力和平均波浪漂移力,研究了頻域范圍內(nèi)兩種載況FDPSO的水動(dòng)力特性。由于船體濕表面面積基本相似,滿載載況和壓載載況類似。根據(jù)卡明斯原理,采用頻域轉(zhuǎn)換時(shí)域的方法,模擬中國(guó)南海海域環(huán)境,對(duì)FDPSO進(jìn)行船體/系泊纜時(shí)域耦合的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析。初步設(shè)計(jì)了FDPSO的單點(diǎn)系泊系統(tǒng),選取南海一年一遇作業(yè)海況和百年一遇生存海況,進(jìn)行了風(fēng)、浪、流不同組合工況下壓載FDPSO的平衡位置、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析及鉆井和生存安全校核,驗(yàn)證了FDPSO滿足作業(yè)和生存條件;分析了生存海況下系泊纜索的完整系泊和單纜破斷情況下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和系泊張力,驗(yàn)證了系泊纜索在完整工況和破損工況下的安全性并作出了相應(yīng)評(píng)估。
【關(guān)鍵詞】：FDPSO 水動(dòng)力特性 數(shù)值模擬 月池 單點(diǎn)系泊
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外已建成的FDPSO12-14
• 1.2.2 FDPSO水動(dòng)力研究進(jìn)展14-15
• 1.2.3 系泊設(shè)計(jì)研究進(jìn)展15-16
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 水動(dòng)力分析基礎(chǔ)理論17-30
• 2.1 三維勢(shì)流理論17-21
• 2.1.1 坐標(biāo)系定義17-18
• 2.1.2 速度勢(shì)及定解條件18-20
• 2.1.3 格林函數(shù)20-21
• 2.2 水動(dòng)力計(jì)算理論21-28
• 2.2.1 附加質(zhì)量和輻射阻尼系數(shù)21-22
• 2.2.2 一階波浪激勵(lì)力22-23
• 2.2.3 靜水回復(fù)力23-24
• 2.2.4 頻域運(yùn)動(dòng)方程24
• 2.2.5 二階波浪力24-25
• 2.2.6 時(shí)域分析25-28
• 2.3 AQWA簡(jiǎn)介28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 月池對(duì)FDPSO水動(dòng)力性能的影響分析30-43
• 3.1 水動(dòng)力分析模型30-31
• 3.1.1 FDPSO的平臺(tái)參數(shù)30
• 3.1.2 水動(dòng)力模型在AQWA中的條件設(shè)置30-31
• 3.1.3 固有周期計(jì)算結(jié)果31
• 3.2 月池對(duì)FDPSO附加質(zhì)量和輻射阻尼的影響分析31-41
• 3.2.1 月池尺寸對(duì)FDPSO附加質(zhì)量和輻射阻尼的影響分析32-36
• 3.2.2 月池位置對(duì)FDPSO附加質(zhì)量和輻射阻尼的影響分析36-38
• 3.2.3 月池吃水對(duì)FDPSO附加質(zhì)量和輻射阻尼的影響分析38-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 FDPSO頻域水動(dòng)力特性分析43-52
• 4.1 水動(dòng)力分析模型43
• 4.2 規(guī)則波和入射波在AQWA中的設(shè)置43-44
• 4.3 線性化阻尼矩陣44
• 4.4 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值算子的分析44-47
• 4.5 一階波浪激勵(lì)力的分析47-49
• 4.6 平均波浪漂移力的分析49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第5章 FDPSO時(shí)域水動(dòng)力特性分析52-69
• 5.1 環(huán)境載荷52-54
• 5.1.1 風(fēng)載荷52-53
• 5.1.2 流載荷53
• 5.1.3 波浪載荷53-54
• 5.2 系泊力54-56
• 5.2.1 系泊靜力計(jì)算55
• 5.2.2 系泊動(dòng)力計(jì)算55-56
• 5.3 時(shí)域水動(dòng)力分析56-63
• 5.3.1 錨泊參數(shù)56-58
• 5.3.2 海洋環(huán)境條件58
• 5.3.3 結(jié)果分析58-63
• 5.4 系泊系統(tǒng)的影響分析63-68
• 5.4.1 完整系泊時(shí)域分析結(jié)果63-66
• 5.4.2 單纜破斷時(shí)域分析結(jié)果66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第6章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 在學(xué)期間科研成果情況75

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6 通訊員 高超;亞軍曾是墊底隊(duì)[N];中國(guó)石油報(bào);2011年

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本文編號(hào)：532482