海洋石油201船加装J-lay铺管系统动力定位能力计算分析.pdf

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1、第46卷第2期船海工程Vol.46No.22017年4月SHIP&OCEANENGINEERINGApr.2017DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2017.02.027海洋石油201船加装J-lay铺管系统动力定位能力计算分析张法富，彭小佳，何宁，宋安科(海洋石油工程股份有限公司，天津30〇451)摘要:针对选定的J-Lay铺管系统加装言案，计算船舶环境载荷及铺管作业力，在不改变船舶原有推进器配置的情况下，对船舶动力定位能力进行数值计算，给出推进器完整及失效工况下的动力定位能力曲线。关键词:J-Lay铺管;环境载荷;动力定位能力中图分类号:U664.81文献标志码:A

2、文章编号：1671-7953(2017)02-0117-04海洋石油201船（简称HYSY201)是拥有动1.1船舶主尺度及推进器配置参数力定位能力的深水起重铺管船，主要功能为深水HYSY201主尺度见表1。S-Lay铺设和起童，最大工作水深3000m，船艉布表1HYSY201主尺度置一台起重能力4000t(固定式)/3500t(全旋总长204.65垂线间长185.00转式）大型海洋工程起重机。随着南海深水勘探型宽39.20发现及我国在深水油气田开发能力的提升，对深型深14.00水工程船舶的需求也不容忽视。对现有深水工程设计吃水9.50最大起重吃水10.60船舶进行改造，使其具备相应的工程作业

3、能力，成结构吃水11.00为当前市场环境下的首选。风浪流的方向指其传播方向，方向角a指风基于HYSY201目前作业能力，为使其达到铺浪流传播方向与Z轴逆时针方向的夹角。随浪设1600m水深558.8mm(22in)海管的铺管能方向为〇°，迎浪方向为180%力，海洋石油工程股份有限公司提出在HYSY201HYSY201配置7台全回转推进器，推进器总加装J-Lay铺管系统的改造万案@在假设功率为25MW。推进器布置见图2,推力及功率HYSY201加装J-Lay铺管系统并不改变现有推力参数见表2fi系统配置的情况下，对船舶动力定位能力进行分析计算，以评估改造方案的可行性。1坐标系及船舶主要参数图2H

4、YSY201推进器布置为了便于描述船舶运动，引入如下右手坐标表2HYSY201推进器推力及功率系0空间固定坐标系0-ZFZ，原点位于船舯与基推进器推进器最大推力最大使用功率编号类型/kN/kW线的交点，X轴平行船体基线指向船艏，Z轴竖直T1全回转680.84500向上，见图1[1]。T2全回转680.84500T3全回转540.53200T4全回转540.53200T5全回转540.53200T6全回转540.53200图1坐标系定义T7全回转540.53200收稿日期:2016-07-06注:推进器推力坐标系与环境载荷坐标系一致。修回日期=2016-08-041.2J-Lay铺管系统加装方案

5、第一作者:张法富（1984—），男，硕士，工程师世界上现有J-Lay铺管船的J-Lay塔布置位研究方向:海洋工程浮式结构物总体性能、动力定位置有船艉布置、船舯月池布置和舷侧布置3种方1172017年船海工程张法富，等:海洋石油201船加装J-lay铺管系统动力定位能力计算分析第2期第46卷案。考虑到船艉已布置有主吊机，船艉方案不可船改动过大，方案也不可行。因此J-Lay塔只能行;通过船舯月池进行铺设，需新开设月池，对原布置在舷侧，具体布置见图3。2采用WINDOS软件计算辅以规范经验公式环境载荷及铺管作业力计算验证的方法获取风载荷[3]。WINDOS模型见图船舶在海上所遭遇的环境条件有3种:风

6、、波4,WINDOS得出的加装J-Lay铺管系统后浪和海流。由于动力定位只对低频水平载荷做出HYSY201的风力系数见图5。响应，除了考虑长周期变化的风和流载荷外，波浪载荷则只计算其中的低频部分。在缺少风洞试验及船舶水池试验资料情况下，采用软件计算与经验公式计算两种方法，根据选定的环境条件进行船舶环境载荷计算[2]。同时，铺管时管道在水下的悬跨段部分对船体的纵向作用力是影响起重铺管船铺管作业的一图4HYSY201WINDOS模型个重要方面，只有计入其对船体的影响，才能对铺管作业时动力定位操作有一个较精确的客观描述。2.1铺管作业环境条件根据HYSY201船体说明书，铺管作业环境条件见表3。加装

7、J-Lay铺管系统后，HYSY201需满足1600m水深22in海管的铺设需求。表3HYSY201铺管作业环境条件最大风风后涌浪条件浪条件风速（10min平均）Fm/(m•sr1)168有义波高仏/m2.52.02.3流载荷计算谱峰周期6.0-9.010.0-12.0流速R/kn22流力在系泊分析中常做为定常力，假设流速波谱JonswapJonswap不随水深变化，为均匀流。由于假定J-Lay铺管