本文關(guān)鍵詞：淺水大型FPSO的限位控制研究

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【摘要】：渤海油田在我國海上石油開采中占有重要地位,工作在該區(qū)域的大型浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(FPSO)適應(yīng)的水深均較淺,所以采用軟剛臂式的單點(diǎn)系泊方式,可以允許FPSO像風(fēng)標(biāo)一樣環(huán)繞著單點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。但有時(shí)由于施工的要求,需要使FPSO工作區(qū)域控制在一定的角度范圍內(nèi),因此研究受風(fēng)浪流等環(huán)境載荷聯(lián)合作用下淺水FPSO的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、系泊載荷、水動(dòng)力性能以及控制力等是十分重要的。 本文首先基于三維勢流理論,通過頻域數(shù)值模擬計(jì)算FPSO的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),并與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,以驗(yàn)證頻域數(shù)值模擬的可靠性。然后用頻域數(shù)值模擬得到不同水深條件下FPSO的水動(dòng)力參數(shù),以此來研究淺水條件下FPSO的水動(dòng)力特性。對FPSO進(jìn)行動(dòng)力耦合分析,求得不同載況FPSO的運(yùn)動(dòng),以及所受到的外部環(huán)境載荷和軟剛臂系統(tǒng)提供的系泊回復(fù)力,研究載況變化對其所受環(huán)境載荷及系泊力的影響。改變風(fēng)速、流速、吃水環(huán)境參數(shù),計(jì)算多種工況下拖輪定位過程中拖輪拖曳力及軟剛臂系泊系統(tǒng)單點(diǎn)作用力,得到拖輪拖曳力及單點(diǎn)作用力的時(shí)歷曲線。綜合考慮拖曳力及單點(diǎn)作用力,擇優(yōu)選取最佳拖輪定位區(qū)域。 計(jì)算結(jié)果表明,淺水大型FPSO具有非常明顯的淺水效應(yīng),水動(dòng)力參數(shù)及運(yùn)動(dòng)響應(yīng)與深水比有很大的差異,因此在研究淺水大型FPSO的性能時(shí)需要考慮到水深對它的影響。在給定FPSO初始位置以及工作海域環(huán)境參數(shù)的情況下,可以計(jì)算出拖輪定位過程中任意位置處拖曳力及單點(diǎn)作用力的大小,為確定最佳的拖輪定位方案提供依據(jù),具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：淺水 FPSO 水動(dòng)力響應(yīng) 單點(diǎn)系泊 拖輪定位控制
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 前言8-9
• 1.2 FPSO的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國外FPSO的發(fā)展及研制現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)FPSO的開發(fā)應(yīng)用10-12
• 1.3 淺水中FPSO水動(dòng)力研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 軟剛臂系泊及定位系統(tǒng)研究概況13-16
• 1.4.1 定位系統(tǒng)研究概況13-15
• 1.4.2 軟剛臂系泊研究概況15-16
• 1.5 本文主要內(nèi)容16-17
• 2 FPSO在波浪中的運(yùn)動(dòng)理論17-26
• 2.1 參考坐標(biāo)系17-18
• 2.2 FPSO在波浪中運(yùn)動(dòng)的頻域分析18-23
• 2.2.1 線性波浪載荷18-22
• 2.2.2 二階波浪載荷22-23
• 2.3 FPSO在波浪中運(yùn)動(dòng)時(shí)域分析23-26
• 2.3.1 時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程23-24
• 2.3.2 時(shí)域一階波浪力24
• 2.3.3 時(shí)域二階波浪力24-26
• 3 FPSO模型及環(huán)境載荷計(jì)算26-45
• 3.1 FPSO及其系泊系統(tǒng)26-28
• 3.1.1 30萬噸級(jí)FPSO及其水動(dòng)力模型26
• 3.1.2 系泊系統(tǒng)26-28
• 3.2 風(fēng)載荷28-30
• 3.3 流載荷30-32
• 3.4 波浪載荷的頻域分析32-43
• 3.4.1 頻域結(jié)果驗(yàn)證32-35
• 3.4.2 FPSO一階波激力隨水深變化規(guī)律35-36
• 3.4.3 FPSO輻射阻尼隨水深變化規(guī)律36-38
• 3.4.4 FPSO附加質(zhì)量隨水深變化規(guī)律38-40
• 3.4.5 FPSO二階平均波浪力隨水深變化規(guī)律40-41
• 3.4.6 FPSO頻域運(yùn)動(dòng)響應(yīng)隨水深變化規(guī)律41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 4 FPSO時(shí)域動(dòng)力響應(yīng)分析45-52
• 4.1 FPSO運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)歷曲線45-47
• 4.2 環(huán)境載荷和系泊力時(shí)歷曲線47-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 FPSO的定位控制52-60
• 5.1 FPSO的工作工況52-53
• 5.2 拖輪定位拖曳力及單點(diǎn)作用力的確定53-59
• 5.2.1 拖輪拖曳力的確定53-57
• 5.2.2 軟剛臂系泊系統(tǒng)單點(diǎn)受力分析57-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：570262