本文關(guān)鍵詞：浮態(tài)制造過(guò)程中圓筒型海工平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及纜繩張力研究

  更多相關(guān)文章： 圓筒型海工平臺(tái) 浮態(tài)制造 系泊系統(tǒng) 力學(xué)特性

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人類對(duì)化石能源的需求越來(lái)越高。然而陸地上以及近海岸的油氣資源日漸枯竭。由于深海蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源,進(jìn)軍深海已成為必然趨勢(shì)。我國(guó)海域遼闊,儲(chǔ)存有大量的海洋油氣資源。但是,目前我國(guó)對(duì)其開(kāi)發(fā)的技術(shù)水平不高,與世界先進(jìn)國(guó)家存在著很大差距。因此,從國(guó)家能源安全考慮,研制專門用于深海油氣資源開(kāi)采的鉆井平臺(tái)有著重要的戰(zhàn)略意義。在研制世界首座圓筒型海工平臺(tái)SEVAN 650的過(guò)程中,由于制造條件特殊和下水困難等問(wèn)題,采用了浮態(tài)制造這一新方法。它以水的浮力作為平臺(tái)的支撐,將漂浮著的半成品平臺(tái)作為制造基底,以“分層疊加,逐層制造”的方式來(lái)制造整個(gè)鉆井儲(chǔ)油平臺(tái)。圓筒型海工平臺(tái)在浮態(tài)制造過(guò)程中由碼頭系泊系統(tǒng)系于制造水域,將產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。系泊系統(tǒng)對(duì)于常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺(tái)的浮態(tài)制造精度以及臺(tái)風(fēng)等極限條件下系泊安全有著非常顯著的影響。因此,對(duì)于浮態(tài)制造過(guò)程中平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和碼頭系泊系統(tǒng)的張力研究顯得尤為重要。本文以圓筒型海工平臺(tái)為研究對(duì)象,對(duì)浮態(tài)制造過(guò)程中不同工況下平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)以及不同形式的系泊系統(tǒng)的力學(xué)性能進(jìn)行了研究,并且根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)系泊系統(tǒng)提出改進(jìn)方案。本論文的主要工作內(nèi)容如下：(1)利用AQWA軟件建立圓筒型海工平臺(tái)水深20 m時(shí)的有限元模型,在頻域范圍內(nèi)對(duì)平臺(tái)的水動(dòng)力性能進(jìn)行詳細(xì)研究,總結(jié)平臺(tái)在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特征,為平臺(tái)與系泊纜繩的時(shí)域分析提供基礎(chǔ)。(2)根據(jù)頻域計(jì)算結(jié)果,在時(shí)域范圍內(nèi)分別對(duì)兩個(gè)時(shí)段常規(guī)系泊狀態(tài)下平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和系泊纜繩張力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析系泊系統(tǒng)是否滿足浮態(tài)制造的精度要求。(3)模擬了在臺(tái)風(fēng)等極限條件下系泊系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)的束縛作用,求出原系泊系統(tǒng)所能承受的最大風(fēng)力等級(jí)。最后根據(jù)極限條件下,纜繩受力情況,對(duì)原系泊系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),提出一種新的系泊系統(tǒng)形式,使其能夠保證在臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下的系泊安全,避免纜繩斷裂而發(fā)生重大事故。本文對(duì)浮態(tài)制造過(guò)程中圓筒型海工平臺(tái)所采用的碼頭系泊系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析,研究成果能夠豐富浮態(tài)制造這一理論,為浮態(tài)制造的系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù),同時(shí)對(duì)于我國(guó)巨型海工平臺(tái)制造技術(shù)的提高起一定的促進(jìn)作用。
【關(guān)鍵詞】：圓筒型海工平臺(tái) 浮態(tài)制造 系泊系統(tǒng) 力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE95
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 深海浮式平臺(tái)概述11-15
• 1.2.1 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船11-12
• 1.2.2 張力腿平臺(tái)12-13
• 1.2.3 立柱式平臺(tái)13-14
• 1.2.4 半潛式平臺(tái)14-15
• 1.3 圓筒型鉆井儲(chǔ)油平臺(tái)浮態(tài)制造技術(shù)15-16
• 1.4 碼頭系泊系統(tǒng)研究16-18
• 1.4.1 浮式結(jié)構(gòu)碼頭系泊系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.2 圓筒型海洋儲(chǔ)油平臺(tái)碼頭系泊系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第二章 浮態(tài)制造方法19-24
• 2.1 圓筒型海工平臺(tái)的浮態(tài)制造方法19-21
• 2.1.1 圓筒型海工平臺(tái)浮態(tài)制造方法過(guò)程19-20
• 2.1.2 浮態(tài)制造方法特點(diǎn)20-21
• 2.2 圓筒型海工平臺(tái)的制造系統(tǒng)21-23
• 2.2.1 浮態(tài)制造系統(tǒng)21
• 2.2.2 碼頭系泊系統(tǒng)21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 碼頭系泊基礎(chǔ)理論24-33
• 3.1 勢(shì)流理論24-28
• 3.1.1 坐標(biāo)系定義24-25
• 3.1.2 線性勢(shì)流理論25-26
• 3.1.3 流體作用力26-28
• 3.2 環(huán)境載荷28-30
• 3.2.1 波浪載荷28-29
• 3.2.2 風(fēng)載荷29
• 3.2.3 流載荷29-30
• 3.3 系泊纜繩計(jì)算原理30-32
• 3.4 護(hù)舷32
• 3.5 運(yùn)動(dòng)方程32
• 3.6 本章小結(jié)32-33
• 第四章 圓筒型海工平臺(tái)的水動(dòng)力性能特性33-46
• 4.1 AQWA概述33-34
• 4.2 水動(dòng)力模型34-35
• 4.3 計(jì)算結(jié)果分析35-45
• 4.3.1 附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)35-39
• 4.3.2 一階波浪激勵(lì)力39-41
• 4.3.3 二階平均波浪力41-43
• 4.3.4 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 浮態(tài)制造過(guò)程中碼頭系泊系統(tǒng)時(shí)域計(jì)算46-56
• 5.1 碼頭與系泊系統(tǒng)46-47
• 5.2 環(huán)境條件47-48
• 5.3 模型建立48-52
• 5.3.1 碼頭和圓筒型海工平臺(tái)設(shè)置48-49
• 5.3.2 風(fēng)流載荷系數(shù)計(jì)算49-51
• 5.3.3 系泊纜繩設(shè)置51-52
• 5.3.4 護(hù)舷設(shè)置52
• 5.4 計(jì)算結(jié)果分析52-54
• 5.4.1 圓筒型海工平臺(tái)時(shí)域運(yùn)動(dòng)分析52-53
• 5.4.2 系泊纜繩張力特性分析53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 第六章 臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下碼頭系泊系統(tǒng)時(shí)域研究56-63
• 6.1 極限條件下初分析56-58
• 6.1.1 工況條件56
• 6.1.2 計(jì)算結(jié)果分析56-58
• 6.2 臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下系泊系統(tǒng)研究58-61
• 6.2.1 臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下工況條件58
• 6.2.2 時(shí)段一平臺(tái)系泊系統(tǒng)計(jì)算58-59
• 6.2.3 時(shí)段二平臺(tái)系泊系統(tǒng)計(jì)算59
• 6.2.4 計(jì)算結(jié)果分析59-61
• 6.3 系泊系統(tǒng)的改進(jìn)61-62
• 6.3.1 系泊系統(tǒng)新形式61
• 6.3.2 新系泊系統(tǒng)計(jì)算分析61-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 第七章 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 總結(jié)63
• 7.1.1 本文總結(jié)63
• 7.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)63
• 7.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 作者簡(jiǎn)介68-69
• 附錄A69-71
• 附錄B71-74
• 附錄C74-77

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本文編號(hào)：612557