锚泊系统系泊系统计算方法

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1、锚泊系统系泊分析3.1锚泊系统的分类按系泊形式分为三种定位系统：单点系泊(SinglePointMooring)、辐射式系泊(Speadmooring)和动力定位(DynamicPositions)[62][9]。以下主要介绍单点系泊系统和辐射式系泊系统。3.1.1单点系泊(SinglePointMooring)单点系泊系统与固定码头相比，它的最大特点即系泊方式是“点”，也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”，然后进行装卸货操作。单点系泊的优点如下：Ø单点系泊的将码头由岸边移至海上，解决了世界

2、上绝大部分港口航道较窄、较浅、规模较小，不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾；Ø单点系泊具有漂浮式和旋转式的特征，受气候影响较小；Ø节约投资：一般情况下，建设同样等级的固定码头，其费用远高于建设单点系泊系统。单点系泊系统的分类[30][63][9]Ø转塔式单点系泊系统转塔式锚泊系统是80年代中期发展起来的一种新型的单点系泊系统。其特点是在一定位浮体的内部或外部有一转塔，该转塔上系有由多根锚泊线组成的锚泊系统。转塔上还有多通道的旋转接头，用于传输油类或其它液体。被定位浮体可绕转塔作水平面内的360度回转，从而使浮

3、体在风标效应作用下处于受力最小的状态。相对于其它型式的单点系泊系统，转塔锚泊适用于更大的水深及环境条件恶劣的海域。这种系统移动灵活，安装费用低，便于维修与保养。转塔式系泊系统分为外部转塔式、内部转塔式、转塔/立管系统的变化(链配重平衡系统、浮式转塔立管系统、立管配重平衡系统等)等几种类型。ØCALM(Catenaryanchorlegmooring)CALM是由重力来提供恢复力的系泊系统有悬链锚腿系泊系统。CALM系统是由重力提供恢复力的系泊系统的典范，在海上油田开发及输油终端中有着广泛的应用。按放射线布置的悬链系统

4、是CA1M单点的主要组成部分。锚链或钢索通常为6～8根，以6根居多这样．即使l根锚链或钢索破断．系统仍能维持稳定[24]。CAIM有深水型和浅水型之分深水型因钢索重量较轻，回复力大而广泛采用钢索；浅水型因考虑到布置、操作、使用寿命及吸收冲击的能力而多采用锚链。ØSALM(Singleanchorlegmooring)此系统是利用水面附近或者水面上具有大浮体的垂向具有预张力的立管系统，深水中的单锚腿系泊((SALM-SingleAnchorLegMooring)系统将立管分为许多组件(一边使用钻井设备进行安装)，并使其

5、完全成为张力部件，除了在立管上部设置提供张力的浮筒外，还在每一段上设置浮箱以提供支持力。在悬链锚泊线上设置浮筒，可以有效地减少锚泊线的动张力，但位移较大[13]。3.1.2辐射式（Spreadmooring）系泊系统的分类[30][63][9]辐射式系泊方式保持船舶定位不管环境条件的变化，因此其环境载荷的方向更敏感些。辐射式系泊系统模型由船在水平面上的慢变运动、环境载荷、水动力存储和系泊模型组成。其特点是分散式布锚方式，使锚泊线占用空间较大，位移较小，必须考虑到管线、立管或其它水下设备的维修。其也可以与张力腿平台联合

6、使用，可以有助于抵消 张力腿平台TLP水平方向的载荷，减小其水平运动。辐射式系泊定位效果较佳，但其系泊力往往较大。这是因为多点系泊状态的浮体受到锚系的约束较强，无法顺着外载荷较自由地移动，因而作用于浮体的外载荷通常较大。另外，根据力学原理，如果多点系泊锚系中诸锚链之间的张角较大，也会导致较大的锚链张力。因此，定位效果和锚链张力是多点系泊系统两个令人十分关心的问题换言之．浮体运动和系泊力是辐射式系泊研究的重要方面。3.1.3动力定位（DynamicPosition）[63]动力定位可以作为单独的定位系统也可以辅助锚泊系

7、统，动力定位通常使用声波通过音速箱来定位，或通过GPS定位。定位系统(锚泊系统或具有推进功能的装置)由计算控制。3.5锚泊系统数值计算方法3.5.1锚泊系统数值计算方法按力学特性划分为静力、准静力和动力数值分析方法。3.5.1.1静力数值分析方法[34][39][45]静力数值分析方法计算简便，能够满足一定的精度要求，在工程中得到广泛运用。在运用此分析方法时，常常是已知浮式结构物所受的外力，然后根据锚泊力的水平分量与风力和流力的水平分量相平衡的原则，确定浮式结构物的平衡位置，并求出在此平衡位置时，锚链对浮式结构物着链

8、点的拉力，此拉力即为系泊外力，供浮式结构物结构强度校核用。3.5.1.2准静力数值分析方法[16][24][11][15][68][69][1]准静力数值分析方法的依据是系泊结构物在波浪中的水平运动主要是低频慢荡运动，锚泊系统的波频振荡对这一低频慢荡的影响很小，可假设锚泊线只作低频振荡而忽略其作用于结构物上的锚链动力。所以计算结构物的纵荡运动时