浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究

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1、孙丽萍等，浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究孙丽萍，王冬庆，艾尚茂（哈尔滨工程大学深海工程技术研究中心，哈尔滨150001）摘要：钻探极地地区近海石油和天然气资源对移动式离岸钻井平台的水动力性能、抗冰性能和作业性能有着极大的要求。主要介绍了浮式抗冰平台的设计方案，并结合当今最新一款半潜式抗冰平台的设计理念，分别从频域和时域分析的角度与传统的半潜式平台作对比，分析得出其具有优越的水动力性能，垂荡、横摇、纵摇运动响应都优于传统的半潜平台，为抗冰性能分析及其关键技术的研究打下基础，同时也为半潜式平台带

2、来新的设计理念，为浮式抗冰平台的设计建造提供合理思路。关键词：半潜式平台；水动力性能；抗冰平台；频域分析；时域分析中图分类号：U674.38+1文献标志码：A【DOI】10.13788/j.cnki.cbgc.2015.Z.005ResearchontheDesignConceptandHydrodynamicCharacteristicofFloatingIce-resistantPlatformSUNLi-ping,WANGDong-qing,AIShang-mao(DeepwaterEngineeringResearchCen

3、ter,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Thehydrodynamicperformance,ice-resistanceperformanceandoperatingperformanceofmobileoffshoredrillingplatformshavetomeetgreatrequirementsfordrillingoilandgasresourcesinpolarregion.Combinedwiththelatestsemi-subme

4、rsibleice-resistantplatformdesignconcept,thispapermainlypresentsthedesignoffloatingice-resistantplatform,andcomparetheresultsoffrequencydomainanalysisandtimedomainanalysiswiththoseoftraditionalsemi-submersibleplatform.Inconclusion,thehydrodynamicperformanceofthepropose

5、dplatformisexcellent,andtheheave,rollandpitchmotionresponsearesuperiortothetraditionalsemi-submersibleplatform.Alloftheseprovideabasisfortheresearchofice-resistantperformanceandkeytechnologies.Atthesametimeitcomesupwithanewconceptforthedesignofsemi-submersibleplatform,

6、whichprovidereasonabletrainofthoughtonthedesignandconstructionoffloatingice-resistantplatform.Keywords:semi-submersibleplatform;hydrodynamicperformance;ice-resistantplatform;frequencydomainanalysis;timedomainanalysis—5—孙丽萍等，浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究0引言近年来，国际极区海洋资源的开发逐渐升温，如波弗特

7、海（BeaufortSea）、鄂霍次克海（OkhotskSea）、巴伦支海（BarentsSea）、俄罗斯北极近海（RussianArcticOffshore）和西格陵兰（WestGreenland）等海域的海洋石油开发成为冰区开发的新热点[1]。极地海洋地区的石油开发技术还未成熟，其面临的主要挑战有：1）严寒气候；2）疾风天气；3）地区偏僻、遥远；4）冬季海面全被冰雪覆盖；5）夏季敞水时常面临极端海浪的冲击[2]。要保证极区钻井平台常年的安全作业，必须要找到有效的技术方案去克服这些严峻的挑战，因此，浮式抗冰平台设计变得十分重要和紧

8、迫。1浮式抗冰结构设计加拿大、挪威等西部发达国家早在二十世纪七十年代就展开对极区冰载荷等相关问题的研究[3]，冰载荷的核心问题影响着抗冰平台的结构设计及冰区石油开采模式的选取。极地地区的环境自愈能力低，石油—5—孙丽萍等，浮式抗冰平台