深水钻井船运动性能分析.pdf

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1、第24卷第3期(总第141期)船舶Vo1．24No．32013年6月SHIP＆BOATJune，2013[研究与设计]深水钻井船运动陛能分析刘学勤张海彬(中国船舶及海洋X-程设计研究院上海200011)[摘要]采用数值计算与模型试验相结合的方式研究深水钻井船的运动性能。对某钻井船的垂荡、横摇和纵摇运动进行短期预报，并衡量钻井船在特定海况下的钻井作业能力；同时，针对钻井船具有较大月池开口这一特点，分析研究了月池开口对钻井船运动性能的影响。[关键词]钻井船；运动性能；月池开VI；横摇；模型试验[中图分类号]U661．3[文献标

2、志码]A[文章编号]1001—9855(2013)03—0012—05Analysis0fImot一ionpe；fr~ormancef10radaeepwaterdrillingsShllipLIUXue—qinZHANGHai-bin(MarineDesign&ResearchInstituteofChina，Shanghai200011，China)Abstract：Thispaperstudiesmotionperformanceofadeepwaterdrillingshipbynumericalcalculati

3、onandmodeltest．Itpredictsshort-termresponsesofheave，roll，andpitchforthedrillingship，andevaluatesitscapabilityofthedrillingoperationunderthegivenseaconditions．Moreover，italsoanalyzesandstudiestheinfluenceofthemoonpoolonthemotionperformanceofadrillingshipduetothecha

4、racteristicsthatadrillingshiphasalargermoonpoo1．Keywords：drillingship；motionperformance；moonpool；roll；modeltest水油气田的平均储量随水深大幅增加，深水油气田0研究背景及意义产量明显高于浅水油气田，这虽然不能从石油地质理论上得到解释，但它是不容忽视的事实。海洋油从工业革命至今，油气资源一直是人类赖以生气开发走向深海已是必然的趋势⋯。存与发展的重要能源。但就世界范围而言，由于陆深海自然条件恶劣，油气开发难度大、风险高，

5、地和浅水区域油气的勘探程度很高，油气产量已接必须有先进的油气勘探开发设备才可行。目前能够近饱和。世界新增油气储量已经由陆地、浅海转向完成超深水钻井作业(水深>1500m)的海洋钻井装更为广阔的深海区域。近年来，全球获得的重大油备只有两种：深水半潜式钻井平台和钻井船。气勘探发现，有近50％是来自深海。巴西海域、美国相比于半潜式钻井平台．钻井船具有以下主要墨西哥湾、安哥拉和尼13利亚近海是倍受关注的世优点：具有自航能力，航速一般在10kn以上；机动界四大深水油气区，几乎集中了世界全部的深水探性强、水线面积大、可变载荷大，更适合

6、于超深水作井和新发现油气储量：而被称为“第二个波斯湾”的业，且大部分自航船具备储油、试汕功能。但是，钻我国南海也是极有希望的深水油气区。井船也存在以下缺点：波浪载荷大、运动性能差、定根据DouglasWood公司和世界油田系统工业位能力差以及对环境载荷敏感。数据资料统计，当水深在500～1500m时。世界深海上钻井作业对钻井船的运动性能的要求非常[收稿日期]2012—10—28．[修回日期]2012一l1—18[作者简介】刘学勤(1985一)，男，硕士研究生，主要从事总体设计工作。张海彬(1976一)，男，博士，高级工程师

7、，主要从事船舶与海洋工程设计。12刘学勤．等：深水钻井船运动性能分析苛刻．一般要求钻井作业垂荡运动有义值在1in以短期预报一般是指统计时间在半小时到数小内，横摇和纵摇运动有义值在2。以内。因此，钻井船时。在此期间，假定浮体的装载、航速、浪向及海况条的运动性能在设计中需要特别考虑。件基本不变。根据数理统计的结论，短期预报的幅本文基于海洋工程水动力学理论及应用分析软值服从Rayleigh分布：件SESAM，研究分析深水钻井船的运动性能，分析叼)=e毋(4)深水钻井船运动性能的特点以及月池开口对其运动参数or可由响应谱Is(∞)

8、得到：性能的影响。并与水池模型试验结果进行对比，验证r∞r∞数值计算结果的准确性，探讨将数值计算的结果应(r2=‰=0S,(to)dw=J0IH,(to)12S(to)dto(5)用于工程实际的方法。根据Rayleigh分布．可得到浮体运动短期预报的统计值。如单幅有义值1计算理论叼1，3=2．00N／m