浮式平台立柱截面倒角半径对流力的影响.pdf

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1、第3卷第2期2016年4月海洋工程装备与技术0CEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．3，No．2Apr．，2016浮式平台立柱截面倒角半径对流力的影响徐善辉1，杜庆贵2，尹宝瑞1，庄宏昌1，王程临1[1．海洋石油工程(青岛)有限公司，青岛266520；2．中海油研究总院，北京100028]摘要浮式平台是深海油气资源开发的重要装备。在浮式平台作业过程中，流力对平台的定位有直接影响，是平台设计时需要考虑的重要因素。当平台设计方案确定后，立柱的主尺度将不能改变，其流力将取决于截面倒角。采用FLUENT软件对不同截面倒角立柱的流力进行了计算。结

2、果表明，立柱倒角对拖航阻力有明显影响，当立柱截面倒角大于2m时，流力可减少50％以上。研究结果可为浮式平台船型设计提供参考。关键词浮式平台；立柱；流力；FLUENT软件中图分类号P751文献标志码A文章编号：2095—7297(2016)02—0111—05StudyontheCurrentForceontheColumnswithDifferentFilletRadiiofaFloatingPlatformxuShan—huil，DUQing．gui2，YINBao—ruil，ZHUANGHong—chan91，WANGCheng—linl(1．OffshoreOilEngin

3、eeringCo．，Ltd．，Qingdao，Shandong266520，China；2．CNOOCResearchInstitute，B哟t钝g100028，China)AbstractFloatingplatformplaysanimportantroleinthedevelopmentofdeepwateroilresources．Thecurrentforceactingonthefloatingplatformisusuallyconsideredtobeacriticalfactorforplatformdesign．Oncethedesignplanisfinal

4、ized，theprincipaldimensionofthecolumnisfixed，andthecurrentforcewillbemainlyaffectedbythecrosssections．TheFLUENTsoftwareiSusedheretocomputetheforceofthecolumnswithcrosssectionsofdiffer．entfilletradiiinauniformviscousflow。Accordingtothecomputation，thecurrentforceofthecolumnwithafilletradiusmore

5、than2mwillbereducedbymorethan50％．Theresearchresultsmayprovidegoodreferencetothede—signofanewplatform．Keywordsfloatingplatform；column；currentforce；FLUENTsoftware0引言浮式海洋平台是海洋油气开发的重要装备。常见的浮式平台包括钻井作业类平台和生产服务类平台，前者包括半潜式钻井平台、钻井船、半潜式修井平台等，后者包括半潜式生产平台、张力腿平台(TLP)、单立柱平台(SPAR)、浮式生产储卸油装置(FPSO)等。半潜式钻井平台、半

6、潜式生产平台和TLP在上述装备中占比较大。这些平台船体结构主要可以分为三大部分：浮箱、立柱和上部模块。在作业工况下，浮箱和部分立柱浸没在水中，由于海流的作用，此部分会产生较大的流力。以半潜式钻井平台为例[1

7、。在生存工况迎流时，立柱的流力贡献占总流力的1／3以上；在作业工况迎流时，立柱的流力贡献约占总流力的40％。由此，对平台立柱进行流力优化可降低在位工况下的流力。立柱的主尺度(长、宽)和截面形状对立柱的阻力都构成重要影响。但是，平台设计方案确定后，立柱的主尺度将不能随意改变，因此，流力优化研究可以重点关注立柱的横截面形状。常见浮式平台立柱的截面形式有两种：圆形，如Soverei

8、gnExplorer号半潜式钻井平台和BrutusTLP；正方形导圆角形，如HYSY981半潜式钻井平台和BlindFaith半潜式生产平台。不同截面的关键区别在于截面倒角的大小。本文采用FLUENT软件对某浮式平台的立柱取不同截面倒角计算其流力值[2’3]，以期获得立柱截面倒角半径对立柱流力的影响规律，并获得立柱截收稿日期：2016—02—25作者简介：徐善辉(1985一)，男，本科，工程师，主要从事海洋平台设计与建造方面的研究。海洋工程装备与技术第3卷面倒角半径的最佳取值范围