“南海2号”半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析

对"南海2号"半潜式钻井平台的一种改装方案的运动响应和波浪荷载进行计算与分析,结果表明按该方案改造后,"南海2号"半潜式钻井平台的运动响应性能优良,适于在我国南海深水域工作.     

“南海2号”半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析

对“南海 2号”半潜式钻井平台的一种改装方案的运动响应和波浪荷载进行计算与分析 ,结果表明按该方案改造后 ,“南海 2号”半潜式钻井平台的运动响应性能优良 ,适于在我国南海深水域工作。     

风浪联合作用下深水半潜式平台运动响应模型试验研究

以一座工作水深为1 500 m的深海半潜式钻井平台为例,采用混合模型试验技术,对其在400 m等效截断水深锚泊系统系泊下进行模型试验研究,缩尺比取为1∶100,分别进行了静水试验、规则波以及不规则波试验.对比数值计算结果与试验结果,对平台的运动响应进行研究分析.     

深水半潜式平台运动响应预报方法的对比分析

分别采用频域分析法与时域分析法对南海某深水半潜式平台的运动响应进行了计算,对比分析了两种方法在深水半潜式平台运动响应预报结果上的异同.对于波频运动(纵摇、横摇、垂荡),两种方法的计算结果较为吻合;对于纵荡和横荡运动,频域分析法的计算结果低于时域分析法计算结果.频域分析法对深水半潜式平台波频运动的预报精度较高,但对非线性效应明显的平台纵荡和横荡运动的预报结果偏低,仅适用于平台方案选型或设计的初期阶段;而时域分析法可以更好地处理深水半潜式平台运动响应计算中的非线性问题,更适用于平台设计的后期阶段.     

不规则波中半潜式平台气隙响应数值研究

应用三维源汇分布方法,计算得到半潜式平台在波浪中六自由度运动响应函数和给定计算位置点的波面升高响应函数,将二者叠加求得给定点的相对波面升高响应函数,结合给定的波浪谱计算得到响应谱函数,对平台的气隙响应进行预报。在温和海况下,增加平台吃水有利于减小绕射效应以改善气隙性能;在恶劣海况下,减小吃水会有效降低平台垂荡共振,改善平台气隙性能;二阶效应影响与波浪绕射的剧烈程度成正比。     

推进器脉动压力对半潜式平台振动的影响

以N503型半潜式支持平台为对象,在循环水槽中开展推进器缩比模型脉动压力试验,利用相似关系换算得到平台推进器作用在船体结构上的脉动压力。采用有限元法建立平台的实尺度模型,计算前5阶推进器脉动压力对上层建筑振动的影响,并与平台中其他主要设备引起的上层建筑振动进行对比。结果表明：航行状态下推进器引起的脉动压力远大于动力定位状态。在动力定位状态下,上层建筑中的振动加速度随着叶频阶数增加而逐渐降低,推进器输出功率与结构振动成正比。推进器脉动压力引起的振动集中在叶频线谱上,引起的上层建筑的振动总级与空调机组相当。在50 Hz以下频段,应首先考虑主机和推进电机的振动控制,当高于该频率时应考虑上层建筑中空调机组的振动控制。     

变水深地形下半潜式生产生活平台系泊性能

综合考虑地形条件的影响,针对半潜式生产生活平台及其系泊系统开展数值计算和模型试验,对平台在不同海况下的运动响应、系泊力等结果进行对比分析,验证平台系泊系统的安全性。研究结果一方面可为系泊系统的进一步优化提供数据基础,另一方面可为平台的实际工程应用提供理论和技术支撑。     

国外半潜式深水平台新概念设计

世界上半潜式平台的发展已经过了40多年的历程,目前应用总量在168座以上,成为继FPSO后深水作业的第二大平台（船体）类型。当前,深水半潜式平台的设计和建造已呈现前期统筹规划、配置现代化装备以提高海上作业效率、满足在最具挑战性的海域作业、多功能化以及模块化分段建造、集成合拢、小批量系列化开发等趋势。文章介绍了国外近几年推出的EDP、MCF两种新型深水半潜式平台的概念设计、功能特点及其建造方法,以了解和掌握国外深水平台概念设计的最新进展。     

风机功率对半潜式风机运动性能的影响

针对DTU 10 MW风机,设计一款新型无横撑半潜式风机基础,并通过调节基础压载使其分别搭载DTU 10 MW和NREL 5 MW两款风机。在此基础上,采用商业软件SESAM/SIMA分别建立气动-水动-伺服-弹性全耦合数值模型。针对正常作业和极端两种典型工况,对上述2款浮式风机系统的运动响应进行时域全耦合计算。根据计算结果开展不同风机功率对浮式风机系统整体运动性能的敏感性分析。研究表明：在正常作业工况下,由于风激励的影响,10 MW风机的运动响应比5 MW风机更大;在极端工况下5 MW风机纵摇固有周期更接近波浪周期,导致其纵摇运动比10 MW风机更大。     

半潜式海上平台载荷预报和整体强度分析

半潜式平台承担着我国油气开采的重要使命,其结构强度至关重要。首先给出了平台的RAO,然后采用设计波法,评估了百年一遇海况条件下某半潜平台的总体结构屈服强度。分别以加速度、分离力、剪力、扭矩及弯矩进行定量分析,并给出了各部件在各设计波中的应力云图,找出了各设计波中应力最大的结构部位,可作为平台建造工作的参考。     

深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究

采用确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报三种不同方法对深水半潜平台波浪栽荷计算进行研究。综合考虑了波陡、海域、回复期、波浪谱形式等因素对设计波结果的影响,对不同方法的计算结果进行了对比分析。针对南海海域工作的深水半潜平台波浪载荷计算方法提出合理建议,分析结果可为同类半潜平台波浪裁荷计算提供参考。     

半潜式平台四立柱波浪爬升及气隙试验

采用模型试验方法对半潜式平台近场干涉、波浪爬升和气隙分布等关键问题进行较为系统的研究。在海洋工程水动力学试验规程的指导下完成系泊模式下半潜式平台水池模型试验。通过布设光学非接触式六自由度传感器、电阻式钽丝、力传感器、浪高仪等测量设备,获取平台瞬态运动响应、立柱壁面波浪爬升、内场气隙分布等测量参数,系统地分析不同波陡参数、散射参数对平台气隙的影响。结果表明：波陡参数对内场气隙分布影响较大,当波陡参数取0.12~0.15时,平台运动幅值较大,平台边缘的气隙较小;由于波浪爬升效应,立柱附近气隙小于内场。研究结论对平台设计和安全运营具有一定的指导作用。     

深水半潜式平台垂荡运动计算研究

势流理论对水的粘性的忽略以及半潜平台的小水线面特性,导致计算的垂荡运动幅值在共振频率附近远大于实际运动幅值。基于考虑水的粘性对平台运动的影响,将粘性阻尼系数引入刚性浮体波浪诱导运动计算方程的粘性系数矩阵,对半潜平台垂荡运动进行预报。运用此方法以某型深水半潜式平台为例进行计算,将计算结果和试验结果进行对比,对比结果表明该方法可以在不需要加入人工阻尼的前提下有效预报半潜式平台在共振区的垂荡运动。     

半潜式医疗平台设计及水动力性能分析

采用模块化设计思路,提出半潜式医疗平台开发新思路。借助计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术对病房通风系统的效果进行数值模拟,并对比不同方案通风系统的效果。在最佳设计方案的基础上,进一步分析半潜式医疗平台在复杂海洋环境中的水动力学响应,重点分析其水动力性能对人员舒适程度的影响规律。结果表明：当进风口与排风口布置在同侧时,通风效果对伤病员最佳;该医疗平台具有良好的水动力性能,可满足医疗工作的稳定性要求。     

深水半潜式平台钻井控制室设计

对配置有双联井架的第6代深水半潜式钻井平台自动化钻机的控制室进行了设计;对自动化的管子处理系统、钻杆排放系统、BOP运输及控制系统、泥浆循环系统等进行集中控制的系统提出了建议,分析了集中控制的优点,并结合人机工程学理论对控制室进行了概念设计,探讨了控制室人员编制和培训。     

半潜式生产平台上部模块总体布置研究

针对半潜式生产平台的特点,对平台上部模块的总体布置进行深入研究。分析影响上部模块总体布置的关键因素,总结上部模块总体布置的原则和方法。为今后开展南海半潜式生产平台设计与开发提供参考。     

不同撑管结构的半潜式平台极限强度比较研究

半潜式平台的结构型式对于其水动力性能、总体强度以及制造加工等都有着一定的影响。半潜式平台发展到第六代,除了撑管型式和数量外,整体结构已无较大区别。以“海洋石油981”平台为主体,分别参考“981”、GM4000D、GVA7500的撑管型式以及无撑管结构进行建模。通过比较其运动响应和极限强度,分析撑管型式对平台性能的影响,对深水半潜式平台型式的选型以及未来半潜式平台的发展方向提供一定的参考价值。     

半潜式浮式风电平台立柱波面爬升特性试验

以新型3立柱半潜式浮式风机平台为研究对象,建立全耦合物理水池试验模型。采用水池模型试验对浮式风电平台各立柱附近波面爬升特性进行研究。结果表明：在线性频域范围内,当波浪周期小于17 s时立柱波面爬升幅值响应不受浪向影响;叶片旋转和塔筒耦合谐振激励对波面爬升没有显著影响;最小气隙主要发生在背浪向立柱,并且受系泊缆分布不对称影响。