本文關(guān)鍵詞：深水FPSO水動(dòng)力性能及隨機(jī)響應(yīng)研究　出處：《江蘇科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,國(guó)民對(duì)油氣資源的需求日益增加,由于陸地資源的消耗殆盡,油氣資源開發(fā)逐漸向深海大洋發(fā)展。目前我國(guó)原油進(jìn)口的依存度較高,但是我國(guó)海域的油氣儲(chǔ)藏量也較大,因此我國(guó)必須加強(qiáng)海上裝備的自主研發(fā)能力。近20年來,FPSO已經(jīng)逐漸成為深海油田開發(fā)的主流方式,由于FPSO不同于普通航行船舶,在遇到惡劣海況時(shí),無(wú)法及時(shí)避航,因此,研究FPSO在服役周期內(nèi)的波浪誘導(dǎo)載荷、船體與系泊立管的耦合動(dòng)力響應(yīng)及其隨機(jī)性是一項(xiàng)十分有意義的課題。本文以一艘工作于中國(guó)南海海域30萬(wàn)噸的FPSO為研究對(duì)象,首先研究了月池開孔對(duì)FPSO水動(dòng)力性能的影響,同時(shí)研究了含月池開孔的FPSO船體橫截面的波浪誘導(dǎo)載荷沿船長(zhǎng)的分布規(guī)律;其次研究了FPSO船體、系泊和立管在百年一遇極限海況的動(dòng)力響應(yīng);最后研究了波浪譜型對(duì)FPSO波浪誘導(dǎo)載荷隨機(jī)性的影響,以及不同環(huán)境參數(shù)對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)隨機(jī)性的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)為了研究月池對(duì)FPSO水動(dòng)力性能的影響,分析了不同的月池尺寸、不同的月池縱向位置以及不同的船體吃水時(shí)附加質(zhì)量和附加阻尼的變化趨勢(shì)。表明含有月池的FPSO船體的垂向附加質(zhì)量和附加阻尼會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值。并進(jìn)行了含月池開孔的FPSO波浪誘導(dǎo)載荷的長(zhǎng)期預(yù)報(bào),得到了截面垂向剪力和彎矩沿船長(zhǎng)方向的分布規(guī)律,同時(shí)研究了月池尺寸對(duì)波浪誘導(dǎo)載荷的影響,月池處垂向剪力和垂向彎矩隨月池尺寸增大有小幅度減小。(2)為研究深水FPSO船體與系泊的耦合動(dòng)力響應(yīng),從FPSO船體的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和系纜張力兩個(gè)角度,分別研究了張緊式系泊、懸鏈?zhǔn)较挡�、單點(diǎn)系泊、多點(diǎn)系泊、單點(diǎn)系泊組式和分式布置等不同系泊方式對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)的影響,表明對(duì)工作于惡劣海況的FPSO采用單點(diǎn)張緊式系泊的組式布置更為合理。其次研究了張緊角、風(fēng)浪流夾角對(duì)單點(diǎn)張緊式系泊性能的影響,表明張緊角在30°~45°之間時(shí),FPSO運(yùn)動(dòng)位移和系纜張力均在安全范圍內(nèi),且FPSO水平運(yùn)動(dòng)對(duì)風(fēng)載荷較為敏感,系纜張力值對(duì)流的入射方向較為敏感。(3)目前關(guān)于FPSO船體及系泊系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)研究,基本上都忽略了立管系統(tǒng)的影響,為研究立管系統(tǒng)對(duì)FPSO系統(tǒng)的影響,本文將FPSO船體、系泊和立管看成一個(gè)整體進(jìn)行時(shí)域耦合分析。分別研究了立管的單位長(zhǎng)度質(zhì)量和軸向剛度對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)的影響。針對(duì)立管頂端張力過大的問題,在立管上安裝浮力塊以減小立管頂端張力,分別研究了浮力塊的安裝位置、質(zhì)量和體積對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)的影響。同時(shí)研究了不同形式立管對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)的影響,表明立管形式對(duì)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和系纜張力影響很小,主要對(duì)立管張力有較大影響。(4)由于海洋環(huán)境條件,即風(fēng)、浪、流等均具有隨機(jī)性,因此作為輸出的波浪載荷、船體運(yùn)動(dòng)和系纜張力也具有隨機(jī)性。研究了波浪譜對(duì)垂向彎矩隨機(jī)性的影響,得到垂向彎矩的Rayleigh分布,同時(shí)研究了有義波高、譜峰周期、風(fēng)速、流速對(duì)FPSO動(dòng)力響應(yīng)隨機(jī)性的影響,分別得到運(yùn)動(dòng)和系纜張力的Weibull分布。
[Abstract]:In recent 20 years , FPSO has gradually become the main way of deep - sea oilfield development . The influence of the wave - induced load on FPSO ' s hydrodynamic performance is studied . ( 3 ) At present , the dynamic response of FPSO hull and mooring system is studied , and the influence of riser system on FPSO is largely ignored . The influence of vertical tube ' s mass and axial stiffness on the dynamic response of FPSO is studied . The influence of the vertical tube ' s installation position , mass and volume on the dynamic response of FPSO is studied .

【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE95

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃維平;白興蘭;李華軍;;國(guó)外深水鋼懸鏈線立管研究發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

2 陳惠民;加快技術(shù)創(chuàng)新 促進(jìn)我國(guó)海洋工程開發(fā)[J];中國(guó)海洋平臺(tái);1999年03期

3 趙文華;胡志強(qiáng);楊建民;李悅喜;謝協(xié)民;;FPSO系泊系統(tǒng)載荷計(jì)算與分析——基于南海“奮進(jìn)號(hào)”FPSO運(yùn)動(dòng)特性實(shí)船測(cè)量結(jié)果[J];中國(guó)海上油氣;2011年02期

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本文編號(hào)：1419894