半潜式平台系泊系统仿真设计研究

发布时间：2020-07-01 00:34

【摘要】：南海是世界四大海洋油气聚集地之一,但我国油气开发的技术储备距发达国家还有一定差距,并且越南和菲律宾已经率先在南海争议区域进行了石油开采,加快南海油气资源的开采已经迫在眉睫。海洋石油的开采需要定位装置将平台固定在某一位置,而系泊定位作为一种传统的定位方式,对其组成及布置方式的研究是不容忽视的重要环节。为研究半潜式平台在120m水深下的最佳系泊系统组成,本文通过MATLAB建立了多成分系泊线的数学模型与半潜式平台的静力模型,模型考虑了流力对系泊线的影响以及自身的弹性伸长。通过分析不同结构组成下系泊系统的性能差异,确定了多成分系泊线的最佳组成以及布锚方式,并给出了半潜式平台在干扰下的应力时程响应。文章首先介绍了半潜式平台的发展概况以及系泊线的材质类型和性能参数,并根据材质的直径确定系泊线的参数。通过力学分析推导了多成分系泊线应力与位移的关系,并使用Simulink库搭建了数学模型。在固定张力下,利用搭建的数学模型探讨系泊线的材质组成对其悬垂长度、水平张力以及抵抗干扰能力的影响,通过对仿真数据的正向化和无量纲化做出综合评价曲线,从而确定了最佳的系泊线材质组成。在系泊线中并联浮筒来改变系泊系统性能,并考虑了浮筒的尺度影响,通过正向化和无量纲化的方法比较不同浮筒位置及浮力大小对系泊系统的影响,最终确定了最佳浮筒位置及浮力大小。通过仿真计算得出单根系泊线的应力-位移曲线,根据给出的安全系数以及半潜式平台的工作半径确定了系泊系统的初始预紧力。推导了半潜式平台汇交和非汇交系统的两种应力计算方法,通过仿真研究了两者在极限工作半径上的静回复力差异。最后,定义分散式与集中式两种布锚方式,并应用非汇交系统计算两者在不同干扰下的静回复力时程响应以及每根系泊线的应力时程响应,最终选定集中式布锚作为半潜式平台的布锚方式。整个仿真设计思路可为浅水系泊定位系统的设计提供参考。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75;U674.38

【参考文献】

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本文编号：2736040