基于AQWA的半潜式深水钻井平台运动响应与锚泊系统张力响应分析

根据南海海域海洋981半潜式深水钻井平台的实际工况,分析了该钻井平台与锚泊系统的风、浪、流等环境载荷;以海洋石油981半潜式深水钻井平台作为锚泊定位系统研究的对象,应用AQWA进行模拟仿真,建立了平台的三维模型,并分析了钻井装置在波浪载荷作用下的运动响应;鉴于该深水钻井装置采用12点对称布锚方式被固定在海平面上,通过改变顶部预张力倾角,分析在不同环境载荷下,顶部预张力倾角对锚泊系统的张力响应和钻井装置运动响应的影响。     

深水半潜式平台波浪载荷计算方法研究

依据ABS(American Bureau of Shipping)和DNV(Det Norske Veritas)规范,对适用于深水半潜式平台波浪载荷计箅的确定性和随机性设计波法进行了研究.以两艘不同形式的半潜式平台作为实际算例,对比分析了按照不同规范给出的确定性设计波法计算结果的差异,并将确定性设计波法与随机性设计波法的计算结果进行了对比.所得结论可为该类平台的总体结构强度评估与结构没计提供参考.     

组合载荷下半潜式平台极限强度评估方法研究

采用非线性有限元方法,计算了不同组合比例下剪切扭转耦合作用时的半潜式平台极限承载力,基于设计波法对波浪载荷进行预报,研究了剪切扭转组合载荷对极限承载力的影响,计算了结构的剪切指数和扭转指数,用隐函数拟合得到了单一载荷和组合载荷下极限强度的联合关系式.基于现有规范,提出了一种考虑组合载荷作用下半潜式平台极限强度评估方法.研究结果表明:剪切和扭转两种载荷的同时作用会削弱单一载荷作用下平台的极限承载能力,所提出的组合载荷极限强度评估方法可对半潜式平台进行合理评估.     

南海八号深水半潜式平台内孤立波载荷预报

结合3类内孤立波理论模型KdV、eKdV和MCC与Morison公式和压差力公式,建立了南海八号深水半潜式平台的内孤立波载荷预报方法.利用大型内波水槽开展了南海八号深水半潜式平台的内孤立波载荷模型实验,分析了Morison公式中南海八号深水半潜式平台的惯性力系数和拖曳力系数.结果表明,Morison公式中的惯性力系数和拖曳力系数不仅与雷诺数Re、KC(Keulegan-Carpenter)数以及两层流体的上下层厚度比有关,而且与平台的结构形式有关.对于南海八号深水半潜式平台,Morison公式中的惯性力系数与KC数之间呈幂函数关系,拖曳力系数与Re之间呈指数函数关系.     

工作水深对浮式平台波浪砰击影响的敏感性分析

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷,及全尺度锚泊系统,以一典型半潜式平台为例,利用ANSYS-AQWA软件对半潜式平台波浪砰击次数和砰击载荷进行了非线性数值分析.在300、400和500m工作水深,45°、90°和180°3个载荷方向上建立9个工况,以及每个工况下的10个子工况,利用挪威船级社规范,研究了工作水深对平台的波浪砰击次数和砰击载荷影响的敏感性.针对各工况中的10个子工况结果,以90%的Gumble分布值作为最终的平台气隙的结果.通过数值模拟研究表明:相同的环境载荷、锚链类型和预紧力的情况下,平台的工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响非常敏感.因此,在平台设计过程中应充分考虑工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响.     

海洋深水钻井新概念——“ABS”装置

ABS是一种人工浮筒海底,是一种为解决将半潜式钻井平台用于深水作业的低廉的作业手段。ABS通过将人工浮筒放置在海面下300米的海洋深处,并将BOP置于ABS之上,来延伸和扩展半潜式钻井平台的钻井能力,以有效利用现有的半潜式钻井平台,达到对1500米的深水油田进行低廉开采的目的。     

设计半潜式钻井平台时关于波浪理论的选择问题

对半潜式平台进行结构分析时需要选择适当的波浪理论以计算波浪速度场。通常,半潜式平台在较深的海区作业,可供选用的波浪理论主要是艾里理论和斯托克斯五阶理论。本文根据这两种理论,对波浪参数的多种组合进行了速度场的计算,并对计算结果做了分析,认为艾里理论适宜于工程应用。     

矩形截面半潜式平台浪流耦合作用涡激运动响应二维数值模拟

通过计算流体力学(CFD)数值模拟,针对一型采用矩形截面立柱设计的深吃水半潜式生产平台,研究其在波浪和流共同作用时的涡激运动响应.选取典型135°来流方向,以正弦振荡流模拟波浪,考虑不同KC数、不同相对流数下波浪与同向均匀流耦合作用.研究表明,较之于仅有均匀流作用,均匀流和正弦振荡流耦合作用时,矩形截面立柱的半潜式平台运动响应明显增大.振荡流耦合作用影响显著.     

七○八所:自主创新,锻造深海奇兵——走进中船集团第七○八研究所

可以在3000米水深的深海勘探油气,在大多数人看来,这无异于天方夜谭.然而,这样的"深海高手"却并非传说,它就是"海洋石油981"深水半潜式钻井平台(简称:"海洋石油981"),一个可以在3000米深海域作业,最大钻井深度达1 2000米的我国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台,并创造了多项"世界第一"和"国内第一",打破了我国深海勘探技术长期受制于人的尴尬局面.     

基于迎浪中垂荡响应最小化的超深水半潜式平台型式优化

根据现有深水平台的资料,限定平台主尺度范围,并根据设计任务和船级社规范安全性方面的要求确定约束条件,建立了超深水半潜式平台的数学模型,并以平台在迎浪中的垂荡性能为目标用组合优化的方法进行优化分析.结果表明,该模型和算法可行,能得到全局最优解,适用于半潜式平台的优化设计.