深海半潜式钻井平台码头系泊数值计算与模型试验研究船舶与海洋结构物设计制造专业论文.docxVIP

上 海 上 海 交通 大 学 硕 士学 位 论 文 摘 要 深 海 半潜 式 钻 井 平 台码 头 系泊 数 值 计 算 与模 型 试 验研 究 摘 要 迅 猛 发 展 的经 济 使 国 内能 源 需 求 量 不 断 增 加 ，开 发 和 研 制 用 于 深 水 油 气 勘 探 、开 采 的重 型 装 备 已成 为 中 国政 府 的 战 略 决 策 之 一 。为 此 ，外 高 桥 造 船 有 限公 司 正 在 建 造 我 国首 艘 深 海 半 潜 式 钻 井 平 台 。由于 半 潜 平 台 的栖 装 周 期 较 长 ，栖 装 期 间甚 至 可 能经 历 台风 天 气 ，有 必 要 对 该 半 潜 平 台 的栖 装 码 头 系 泊 系 统 进 行 数 值 计 算 和 模 型试 验 研 究 。 相 对 于 常 规 大 型 船 舶 的码 头 系 泊 系 统 ，半 潜 平 台 的码 头 系 泊 系 统 有 其 自身特 殊 性 。平 台栖 装 时纵 横 受 风 面 积 都 较 大 ，其 所 受 到 的风 载 荷 要 大 于 常 规 船 舶 。栖 装 状 态 的半 潜 平 台其 吃水 接 近 下 浮 体 高 ，干 舷 很 低 ，也 不 同于 常 规 船 舶 。平 台立 柱 上 装 有 锚 架 ，系 泊 时 需 考 虑 如 何 保 护 以 防止 其 与 码 头 发 生碰 撞 。考 虑 上 述 因素 后 ，半 潜 平 台 的码 头 系 泊 一 般 采 用 在 平 台与 码 头 间垫 入 驳 船 的系 泊 方 式 ，驳 船 在 平 台与 码 头 间传 递 载 荷 ，并起 到 保 护 锚 架 的作 用 。但 这 种 系 泊 方 式 对 系 泊 缆 的布 置 有 着 重 要 影 响 ，也 使 整 个 系 统 的 响应 特 性 复 杂 化 。 本 文 通 过 借 鉴 常 规 船 舶 的码 头 系 泊 指 南 的相 关 建 议 ，结 合 外 高 桥 码 头 的具 体 情 况 ，首 先 开 展 了基 于 风 、流 载 荷 静 力 计 算 研 究 。通 过 研 究 初 步 系 泊 方 案 、对 系 泊 缆 的预 张 力 和 刚 度 进 行 参 数 影 响 分 析 等 方 法 ，总 结 该 平 台 的码 头 系 泊 规 律 。在 此 基 础 上 ，对 根 据 码 头 实 际情 况 设 计 的正 常 系 泊 方 案 作 多 次 优 化 ，形 成 最 优 方 案 。 同 时 ，也 设 计 了利 用 抛 锚 定 位 的 台风 系 泊 方 案 ，为模 型 试 验 的制 定 提 供 计 算 依 据 。 随后 ，在 上 海 交 通 大 学 海 洋 工 程 国家 重 点 实 验 室 进 行 了缩 尺 比为 1: 50 的模 型 试 验 研 究 。试 验 包 括 风 流 静 载 荷 试 验 ，用 于 研 究 静 力 计 算 结 果 的可 靠 性 ; 同 时 也 包 括 风 浪 流 共 同作 用 的试 验 ，用 于 考 察 系 泊 系 统 的动 态 响应 。结 合 风 浪 流 试 验 结 果 ，本 文 最 后 还 对 平 台 的 台风 系 泊 方 案 进 行 动 力 计 算 分 析 。 本 文 根 据 对 深 水 半 潜 式 钻 井 平 台所 作 的数 值 计 算 与 模 型试 验 研 究 ，总 结 出一 些 平 台 的码 头 系 泊 规 律 ， 能 为 以后 类 似 系 泊 系 统 的设 计 提 供 参 考 。 关 键 词 : 半潜式平台，码头系泊，风载荷，数值计算，模型试验 上海 交 上海 交通 大 学 硕士 学位 论文 A B S T R A C T N U M E R IC A L C A L C U L A T I O N A N D M O D E L T E S T S T U D Y O N A Q U A Y M 0 0 R IN G D E E P 从/AT E R S E M I一S U B M E R S IB L E D R IL L IN G P L A