现代船海技术讲座1

《现代船海技术讲座1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1海洋平台总体性能分析马山舶舶工程学院深海工程技术研究中心现代船海技术讲座2主要讲座内容背景介绍总体性能分析的概念，应用，工程分析方法风、浪、流环境载荷内转塔系泊FPSO总体性能分析实例3当今世界海洋油气的发展1.“能源发展”成为世界关注的焦点石油、天然气、煤炭、核电,我国能源长期依赖煤炭陆上资源的枯竭、能源消耗与日俱增2.未来油气产量增长主要来自海洋3.深水油气产量所占比重越来越大4.技术进步推动深水油气勘探开发海洋勘探开发始于20世纪初。从那以后，随着技术的进步，深水的定义在不断的扩大。在1998年以前，只要离

2、开大陆架即水深大于200米，就认为是深海。1998年以后水深扩大到300米，而现在普遍认为水深大于500米为深水。当水深大于1500米时，离岸采油工业界普遍认为是超深水(UltraDeepwater)始于20世纪40年代的海上石油工业用了近30年的时间实现了在100米深水区生产油气，又用了20多年达到近2000米深的海域，而最近10年油气生产已接触3000米深的水域。5.海洋油气开发的旺盛投资，为海洋油气工程装置的发展提供了巨大机遇亚太地区的海洋油气开发前景十分看好4深水开发的挑战钻井成本高缺乏对当地环境的充分认识

3、远离海岸线，没有完善的海底管线海底温度低，油气输送管线长，流动保障问题突出工程事故会蒙受巨额损失海底地貌复杂海洋环境恶劣，为钻井，生产，安装，设计带来了困难系泊系统覆盖面积大，常规系泊重量大安装成本高（深水带来一系列问题）现有的工程设备能力有限(运输，安装，吊装作业)生产建造要求高5深水开发的技术挑战海洋立管和张力腿筋腱的涡激振动分析（流固耦合机理复杂，数值模拟和模型实验都有不少难点）深水浮体与锚泊系统的耦合分析(锚泊的惯性力，阻尼力变得重要。风、浪、流的非线性载荷效应，极限海况的模拟等)水动力学的非线性效应必须考

4、虑（波浪爬升、异常大波、非线性波浪、非线性的波物相互作用、波流相互作用、慢漂分析、张力腿平台的高阶非线性载荷等）6深水锚泊系统的水池实验的等效截断技术Spar平台顶端预张力立管的疲劳分析及其与平台主体的相互作用由于海流涡激振动引起的张紧式立管、张力腿筋腱、单筒式平台船体的疲劳问题7世界石油天然气储量分布89几种典型的深水浮式生产和钻井浮式结构1011深海工程技术的几个方面1深海浮式结构物总体性能及定位系统2深海浮式结构设计、分析与建造技术3深海海洋立管与海底管线的设计技术4深海浮式结构模型试验技术12基本概念海洋平

5、台总体性能分析：分析各种浮式平台在风、浪、流环境载荷中的运动及其衍生效应的工作。刚体运动模式的定义13浮式结构物的运动可以分解为波频运动，高频运动，慢漂运动和平均漂移。波频运动：指浮式平台在波浪激励下的线性激励运动。高频运动：指张力腿平台受到高频的非线性波浪力或瞬态的冲击力激励产生的摇荡，固有周期在2～4秒。慢漂运动：慢漂运动起源于谐摇，系泊结构物的水平运动（包括纵荡，横荡和艏摇）固有摇摆周期在1～2min左右。由于受到来自于波浪、流、风的低频激励，系泊结构会发生低频慢漂运动，对锚泊系统设计和立管设计影响较大。14

6、研究内容风载荷计算流载荷计算风、浪、流设计环境载荷的确定浮体和波浪的相互作用波频运动响应慢漂运动响应极限平台运动位移分析极限锚链载荷水池模型试验15总体性能分析涉及到的专业知识刚体运动学机械振动波浪理论势流理论和水动力学概率论和数理统计计算流体力学结构力学数学物理方法数值分析16与平台总体性能相关的指标垂荡运动：对于平台钻井作业很重要，因为钻井立管的垂向运动需要被补偿，而运动补偿系统能够补偿多少是有限度的。作为垂向运动标准的例子是垂向运动幅度须小于4米。因此设计出低垂荡运动的结构物是很重要的。横摇运动：对于起重船的

7、操作或者用船和驳船运输自升式和半潜式平台，横摇运动是需要评估的一个重要运动模式。对于推力器的设计，起重船、潜水作业船、补给船、离岸载油船和铺管船的船位保持，风、流、平均波浪漂移力和缓变波浪漂移力都是很重要的。17浮式平台运动性能分析的应用平台运动性能的好坏是决定平台形式，平台尺度大小的一个重要方面。运动性能的好坏直接关系到平台作业效率，好的平台性能可提高平台作业时间，为海洋立管的设计带来极大的便利。浮体和波浪相互作用分析是平台结构强度分析的基础，为平台结构的强度，疲劳，屈服分析提供外荷载。平台的运输和安装过程需要进

8、行设计环境条件下的运动和水动力分析，保证运输和安装的安全。18总体性能分析的目的1）预报浮式平台结构的运动（耐波性）2）得到作用在平台结构上的静力和动力载荷，用于平台结构的设计（包括屈服强度，疲劳强度，稳定性校核等）3）得到作用到平台结构上的动力载荷和运动，用于平台定位系统的设计（常规的锚泊系统，基于控制理论的动力定位技术）4）得到平台的偏移和运动，用来进行