垂直吊放法在海洋結(jié)構(gòu)物的安裝上有著廣泛的應(yīng)用,但在進(jìn)行安裝作業(yè)時,安裝船在海面的深沉運(yùn)動會對水下結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動產(chǎn)生很大影響,并且隨著波高、波浪周期與海水流速的增加,這種影響變得更為明顯,給安裝作業(yè)帶來困難。論文以管匯這種海洋結(jié)構(gòu)物作為安裝對象,通過動力學(xué)分析與OrcaFlex模擬,對垂直吊放管匯過程中管匯垂向位移、速度、水平方向上的偏移量、纜繩最大張力等進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:在二維垂直平面內(nèi),基于切片理論建立安裝船的縱向運(yùn)動方程,利用有限差分法建立纜繩的動力學(xué)方程,基于水下結(jié)構(gòu)物六自由度方程的簡化形式建立管匯的動力學(xué)方程。以纜繩上端點(diǎn)與安裝船速度相同,纜繩下端點(diǎn)與管匯速度相同為邊界條件,聯(lián)立三個方程,得到船-纜-管匯耦合系統(tǒng)的動力學(xué)模型。利用Fluent中的UDF技術(shù)及動網(wǎng)格模型,計算管匯勻速運(yùn)動及加速運(yùn)動所受到的阻力。通過管匯受力方程,得到管匯的水動力系數(shù)。通過算例驗(yàn)證,與DNV規(guī)范相對比,誤差在3%以內(nèi),證明了計算方法的可靠性,為準(zhǔn)確計算管匯的運(yùn)動響應(yīng)打下基礎(chǔ)。結(jié)合計算出的水動力系數(shù),利用OrcaFlex對垂直吊放過程進(jìn)行仿真,針對容易發(fā)生危險的入水階段以及運(yùn)動響應(yīng)較大的深水階段,通過參數(shù)敏感性分析,研究入水砰擊力、纜繩最大張力、管匯垂向振幅以及水平偏移量隨波高、周期、海流速度、管匯重量的變化規(guī)律。通過正交試驗(yàn),確定了不同參數(shù)的影響強(qiáng)弱。最終根據(jù)分析結(jié)果,對實(shí)際安裝提出了建議。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE95
【部分圖文】：

第 1 章 緒論意義展離不開能源的供給，隨著經(jīng)濟(jì)增長速度的有的能源結(jié)構(gòu)中，石油天然氣資源的消耗還18 年最新發(fā)布的全球能源消耗圖可以看出的需求量還將持續(xù)增加。目前，陸地和淺海油氣田數(shù)量越來越少，現(xiàn)有油氣田的開采難目光由陸地投向了海洋，從淺海投向了深石油，約 140 萬億立方米的天然氣，儲量源又大部分集中在深海。目前，對海洋油氣，對深水油氣田的開采還很少。所以，為田勢必會成為未來的主要發(fā)展趨勢。

第1 章 緒論水區(qū)域，平均深度超過 1200m。近年來，我國的經(jīng)濟(jì)保持著較高的發(fā)展速度，對石油等資源的消耗量也一直居高不下。大力發(fā)展深水油氣勘探開發(fā)技術(shù)，推進(jìn)深海油氣田開發(fā)，將緩解我國的油氣進(jìn)口壓力，改善能源供給結(jié)構(gòu)[3,4]。國外已有一些國家掌握了深水開采技術(shù)，并應(yīng)用于巴西、西非和墨西哥灣等海域。而我國對深水油氣資源的開發(fā)起步較晚，技術(shù)上落后于國外發(fā)達(dá)國家，這嚴(yán)重制約了我國海洋油氣資源的開發(fā)進(jìn)程。目前深水開采的模式以水下生產(chǎn)系統(tǒng)開采為主，因?yàn)槠溆兄a(chǎn)成本低，不容易受極端氣候影響等優(yōu)勢[5-7]。典型的水下生產(chǎn)系統(tǒng)如圖 1.2 所示。

垂直吊放安裝法Fig.1.3Verticalliftinginstallationmethod

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本文編號：2824532