深水半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究

发布时间：2017-05-10 23:00

  本文关键词：深水半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前，随着海洋油气资源的勘探和开采逐渐向深海发展，人们对海洋结构物的定位方式研究也日益重视。在传统定位方式的基础上发展而来的锚泊辅助动力定位系统能够结合锚泊系统与动力定位系统的优点，具有非常大的应用前景。 在进行定位作业时，锚泊辅助动力定位系统有可能会出现控制器故障，推进器停转等失效模式，从而导致平台出现严重的位置偏移及功率消耗，甚至危及安全。因此，对锚泊辅助动力定位系统进行失效模式与影响分析，评估一些重要的失效模式对锚泊辅助动力定位系统定位性能的影响，是非常有必要的。 本文以一座深海半潜式钻井平台为例，设计一套锚泊辅助动力定位系统，在平台工作环境条件下，对锚泊辅助动力定位系统进行失效模式与影响研究。论文的主要工作包括一下内容： （1）锚泊辅助动力定位系统定位能力分析 本文通过锚泊辅助动力定位系统的定位能力计算，计算得到不同环境载荷方向上使平台维持作业范围所能抵抗的最大环境条件。并将计算结果与时域模拟的设计环境载荷比较，得出本文所设计的锚泊辅助动力定位系统在进行时域模拟时，，各个方向的环境载荷都能不超过系统所能抵抗的最大环境条件的，从而为后续的失效模式分析做准备。 （2）锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究 本文在设计环境条件下，对主要的三种不同失效模式分别进行数值时域模拟，并和完好状态的系统进行对比分析，评价不同失效模式的影响程度。 （3）不同推进器布置形式下推进器失效模式影响差异性研究 本文将在原有系统的基础上，重新设计两种推进器布置方式，研究在这三种不同的推进器布置形式下，锚泊辅助动力定位系统的推进器失效模式对系统定位效果，功率消耗等的影响差别。 （4）推进器禁止角改变对减小失效模式影响的研究 本文针对不同的推进器失效模式，改变失效推进器相邻的正常工作推进器的禁止角，通过数值时域模拟，比较禁止角的改变对失效后的定位系统的定位能力，功率消耗等的影响。 本文通过数值模拟方法，针对在深海作业的半潜式钻井平台，设计了锚泊辅助动力定位系统，并对其进行了比较系统的失效模式影响研究，为今后深水半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统的设计和工程应用中提供参考，对促进锚泊辅助动力定位设计技术的发展具有重要意义。
【关键词】：半潜式钻井平台 锚泊辅助动力定位系统 失效模式 定位能力 时域模拟 推进器布置 禁止角
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U674.381
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 锚泊辅助动力定位系统概述11-17
• 1.2.1 锚泊系统11-13
• 1.2.2 动力定位系统13-15
• 1.2.3 锚泊辅助动力定位系统及失效模式15-17
• 1.3 锚泊辅助动力定位系统研究现状17-18
• 1.4 本论文研究内容和方法18-19
• 1.5 论文的创新点19-21
• 第二章 锚泊辅助动力定位系统原理介绍21-37
• 2.1 锚泊辅助动力定位系统的数学模型21-23
• 2.1.1 坐标系21-22
• 2.1.2 平台运动方程22-23
• 2.2 平台环境载荷计算23-28
• 2.2.1 风载荷23-24
• 2.2.2 流载荷24
• 2.2.3 波浪载荷24-28
• 2.3 锚泊系统分析方法28-32
• 2.4 动力定位系统32-36
• 2.4.1 控制逻辑32-34
• 2.4.2 推力系统34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究37-62
• 3.1 计算模型38-41
• 3.1.1 半潜式平台参数38
• 3.1.2 锚泊系统参数38-39
• 3.1.3 推力系统参数39-41
• 3.2 锚泊辅助动力定位能力分析41-47
• 3.2.1 动力定位能力曲线计算方法41-42
• 3.2.2 环境载荷与计算工况42-44
• 3.2.3 计算结果与分析44-47
• 3.3 锚泊辅助动力定位系统失效模式时域模拟47-60
• 3.3.1 时域模拟流程48-49
• 3.3.2 环境载荷与计算工况49-52
• 3.3.3 计算结果及分析52-60
• 3.4 本章小结60-62
• 第四章 不同推进器布置形式下推进器失效模式影响62-77
• 4.1 推进器布置形式63-65
• 4.2 失效模式影响分析65-76
• 4.2.1 环境载荷和计算工况65-66
• 4.2.2 计算结果及分析66-76
• 4.3 本章小结76-77
• 第五章 改变禁止角对推进器失效模式的影响研究77-84
• 5.1 不同失效模式下禁止角的调整77-79
• 5.2 改变禁止角对推进器失效模式影响分析79-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 主要研究工作总结和结论84-85
• 6.2 进一步研究工作展望85-86
• 参考文献86-88
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文88-89
• 致谢89-91

【参考文献】

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  本文关键词：深水半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：355638