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1、中國海洋大學碩士學位論文深水半潛式平臺緊式系泊性能研究姓名：趙戰(zhàn)華申請學位級別：碩士專業(yè)：港口、海岸及近海工程指導教師：黃維平20110603深水半潛式平臺張緊式系泊性能研究．摘要隨著海洋油氣資源開發(fā)向深海方向發(fā)展，半潛式平臺依靠其水線面小、甲板可變荷載大、抗風浪能力強和適應(yīng)水深范圍廣等多種優(yōu)點得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。深海油氣資源開發(fā)是一項復雜的系統(tǒng)工程，具有技術(shù)復雜、高投入、高風險的特點。深海環(huán)境條件惡劣，必須有一套可靠的系泊系統(tǒng)來保障半潛式平臺的正常工作和極端環(huán)境條件下的平臺安全。半潛式平臺通常采用懸鏈線式和張緊式
2、兩種系泊方式。懸鏈線式系泊系統(tǒng)是依靠纜繩重力來實現(xiàn)定位的傳統(tǒng)系泊方式。隨著平臺工作水深的不斷增加，懸鏈線式系泊系統(tǒng)由于自身重力迅速增大帶來的一系列問題已經(jīng)不能滿足平臺系泊的要求。張緊式系泊系統(tǒng)采用質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕的合成纖維纜作為系泊作為系泊纜，大幅減輕了系泊系統(tǒng)自身質(zhì)量，具有更好的系泊定位能力和更大的工作水深，擁有更加廣闊的發(fā)展前景。系泊系統(tǒng)必須保證平臺運動滿足各個工況下要求，同時還要保障系泊纜和立管系統(tǒng)的安全。因此分析張緊式系泊下平臺運動響應(yīng)和系泊纜的動力響應(yīng)對平臺的設(shè)計和應(yīng)用有重要的指導意義。本文選取南海環(huán)境條件
3、，以一座工作水深1500的半潛式平臺為研究對象，采用理論分析和數(shù)值模擬的方法對張緊式系泊下平臺的運動響應(yīng)和系泊纜動力響應(yīng)進行分析，充分考慮風、浪、流環(huán)境荷載的綜合作用和平臺、系泊纜的相互耦合作用。同時又選取一相應(yīng)的懸鏈線系泊系統(tǒng)與張緊式系泊系統(tǒng)進行對比分析，分析張緊式系泊存在的優(yōu)點和不足。本文的研究工作主要有以下幾個方面：1．針對影響張緊式系泊響應(yīng)的系泊參數(shù)系泊纜與水平面夾角和系泊預張力分別建立不同的計算模型進行計算，分析隨著系泊參數(shù)變化平臺運動響應(yīng)和系泊纜動力響應(yīng)的變化規(guī)律，選取合理的系泊參數(shù)。2．半潛式平臺系泊通常采用
4、8條纜對稱布置的系泊形式，系泊纜夾角對系泊性能有直接影響，在第一部分計算的基礎(chǔ)上改變系泊夾角分別計算，分析平臺運動響應(yīng)和系泊纜動力響應(yīng)的變化規(guī)律。根據(jù)具體情況的不同，半潛式平臺系泊系統(tǒng)有時采用16條系泊纜系泊布置方式。本文對兩種系泊方式分別計算，對系泊響應(yīng)進行對比分析。一．．3．為了進一步明確與懸鏈線式系泊相比張緊式系泊具有更好的系泊性能，一-●本文對1500米工作水深下懸鏈線系泊半潛式平臺進行數(shù)值模擬，對比分析兩種系泊方式下平臺運動響應(yīng)和系泊纜動力響。本文創(chuàng)新性工作主要體現(xiàn)在：對半潛式平臺采用張緊式系泊系統(tǒng)進行分析，研究
5、結(jié)果更具應(yīng)用價值?？紤]了平臺和系泊纜的耦合作用，進行時程模擬分析，結(jié)果更加真實可靠。關(guān)鍵詞：半潛式平臺；張緊式系泊；系泊布置；運動響應(yīng)；動力響應(yīng)PERFORMANCESTUDYFORTAUTMOORING0FADEEPⅥ後rERSEMI．SUBMERSIBLEDRILLINGPLATFORMABSTRACTWiththedevelopmentofoffshoreoilandgasinthedirectionofdeepsea,semi-submersibleplatform，relyingonitsadvantages：s
6、mallwaterlinearea、preferablepaylaod、strongabilityofresistingwindandwaveandwiderrangerofoperationalwaterdepth，hasgetrapiddevelopmentandwideapplication．Thedevelopmentofoilandgasresourceindeepseaisacomplicatedsystematicproject，withtechnicalcomplexity、highinput、hi曲ris
7、kcharacteristic．Becauseofthecomplicatedenvironmentalindeepsea,itisneedtohaveareliablemooringsystemtoensuretheplatformworkingnormallyandsecurityunderextremeenvironmental．Semi-submersibleplatformgenerallyadoptcatenarymooringortautmooring，Catenarymootingistraditional
8、mooringtype，whichrelyingonitsgravitytodetermineplatform’Sposition．Withthecontinuedincreasingofworkingwaterdepth，thegravityofcatennarymooringsystemincrea
