本文關(guān)鍵詞：深水FPSO水動力性能及隨機(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,國民對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。目前我國原油進(jìn)口的依存度較高,但是我國海域的油氣儲藏量也較大,因此我國必須加強(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,無法及時避航,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力響應(yīng)及其隨機(jī)性是一項十分有意義的課題。本文以一艘工作于中國南海海域30萬噸的FPSO為研究對象,首先研究了月池開孔對FPSO水動力性能的影響,同時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力響應(yīng);最后研究了波浪譜型對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FPSO動力響應(yīng)隨機(jī)性的影響。具體研究內(nèi)容如下:(1)為了研究月池對FPSO水動力性能的影響,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附加質(zhì)量和附加阻尼的變化趨勢。表明含有月池的FPSO船體的垂向附加質(zhì)量和附加阻尼會出現(xiàn)一個峰值。并進(jìn)行了含月池開孔的FPSO波浪誘導(dǎo)載荷的長期預(yù)報,得到了截面垂向剪力和彎矩沿船長方向的分布規(guī)律,同時研究了月池尺寸對波浪誘導(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力響應(yīng),從FPSO船體的運動響應(yīng)和系纜張力兩個角度,分別研究了張緊式系泊、懸鏈?zhǔn)较挡�、單點系泊、多點系泊、單點系泊組式和分式布置等不同系泊方式對FPSO動力響應(yīng)的影響,表明對工作于惡劣海況的FPSO采用單點張緊式系泊的組式布置更為合理。其次研究了張緊角、風(fēng)浪流夾角對單點張緊式系泊性能的影響,表明張緊角在30°~45°之間時,FPSO運動位移和系纜張力均在安全范圍內(nèi),且FPSO水平運動對風(fēng)載荷較為敏感,系纜張力值對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FPSO系統(tǒng)的影響,本文將FPSO船體、系泊和立管看成一個整體進(jìn)行時域耦合分析。分別研究了立管的單位長度質(zhì)量和軸向剛度對FPSO動力響應(yīng)的影響。針對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FPSO動力響應(yīng)的影響。同時研究了不同形式立管對FPSO動力響應(yīng)的影響,表明立管形式對運動響應(yīng)和系纜張力影響很小,主要對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、船體運動和系纜張力也具有隨機(jī)性。研究了波浪譜對垂向彎矩隨機(jī)性的影響,得到垂向彎矩的Rayleigh分布,同時研究了有義波高、譜峰周期、風(fēng)速、流速對FPSO動力響應(yīng)隨機(jī)性的影響,分別得到運動和系纜張力的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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE95

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃維平;白興蘭;李華軍;;國外深水鋼懸鏈線立管研究發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(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)我國海洋工程開發(fā)[J];中國海洋平臺;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)載荷計算與分析——基于南�！皧^進(jìn)號”FPSO運動特性實船測量結(jié)果[J];中國海上油氣;2011年02期

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本文編號：1419894