深海SPAR平台系泊系统耦合动力的分析.pdfVIP

第 卷第 期 海 洋 技 术 ， 29 1 Vol.29 No.1 年 月 ， 2010 3 OCEAN TECHNOLOGY Mar 2010 海 洋 技 术 第 卷 29 深海SPAR 平台系泊系统耦合动力分析 1 2 1 高喜峰 ，张则青 ，阴宾宾 (1 天津大学建筑工程学院，天津300072；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300452) 摘 要：随着海洋石油向深水领域的拓展，SPAR 平台以其诸多优点逐渐成为海上油气生产的主流设施。 主要研究 SPAR 与系泊系统间的耦合响应问题，在讨论了浮体在波浪中运动求解方法之后，阐述了如何利用非线性有限元技 术对系泊缆索和立管进行动力分析和张力计算，以及浮体与系泊系统耦合计算的相关理论，对浮体和系泊系统耦 合计算模型进行了描述。 通过对某SPAR 进行系泊系统耦合计算和对计算结果的讨论，证明了深海SPAR 系泊系统 耦合计算的正确性。 关键词：耦合分析；系泊系统；SPAR ；动力响应 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） P751 A 1003-2029 2010 01-0070-04 1 引言 分析方法，并通过实例研究指出记入多体水动力影响对多浮 体系泊系统分析的重要性 [4～6] 。Ormberg 等人 也做了很多关于 Spar 平台能够很好地满足深度为500 ～3 000 m 水域中 深海浮式平台系泊系统耦合计算的研究。 石油的生产和储存，特别适合深海石油的开采。已经逐渐变 国内船舶和海洋工程界学者对深海浮式结构的系泊也 [7-12] 成最具有吸引力和发展潜力的平台形式之一，被很多石油公 进行了许多研究 ，但大都忽略了系泊系统的三维效应和 司列为新一代的海洋石油开采平台。 系泊系统的动力特性，或是忽略了系泊系统的时变特性以及 由于浮体所受的载荷不仅仅来自于海洋环境条件，还受 缆索的大变形效应。总的来说，国内系泊系统耦合分析目前 到来自系泊锚链以及立管的力；系泊系统的锚链和立管也不 还不够完善，尤其是系泊系统时域分析和考虑缆索材料和几 仅受到海洋环境作用力，同样受到由于浮体运动而带来的载 何非线性时对缆索张力的计算。 荷。这样，分析浮体或者是系泊系统的动力响应问题时，就不 能仅考虑浮体本身或者锚链、立管本身的运动或是受力，还 2 理论方法 要同时考虑到浮体与锚链、立管的相互作用和影响，即要考 虑浮体与系泊系统之间的耦合作用。