对称与非对称半潜起重生活平台稳性研究

摘要

海洋油气的持续开采导致海上工程设备的需求量大大增加，而海上大型工程设备和导管架的建设就意味着需要更多的大型起重装备;世界人民不断增长的物质文化需要导致人们对海上生活环境舒适度的要求也不断提高，具有优良性能、抗风能力强和对水深基本无限制的半潜式海洋起重和生活一体平台则越来越受到油服公司的青睐。
　　稳性性能作为半潜式海洋平台的最基本性能，是保证船舶和人民生命财产安全的最基本防线。本文就目前这一现状，对半潜式海洋平台的结构形式，即下船体是否对称的侧向起重和生活平台其稳性性能的影响展开研究。
　　目前，国际海事组织(IMO)、美国船级社(ABS)及挪威船级社(DNV)三家船级社都针对半潜式海洋平台指定了较为严格的规范，本文从完整稳性、破损稳性及失钩稳性三个方面叙述并研究了上述三家机构的稳性规范。
　　首先，根据其下船体对称与否，分别建立静水力模型A与B，在证明静水力模型特征值基本完全相同的基础上，再建立A和B的风载模型，计算并分析比较风倾力矩的差距并得出结论。
　　其次，对半潜式海洋起重和生活平台的稳性分析流程进行梳理，并依据该流程对平台进行完整、破损和失钩稳性分析，对平台的拖航、生存、生活、起重及临时工况等典型工况进行计算及校核，最终得到平台A与B的极限重心高度曲线并比较结果差异。
　　最后，对半潜式起重和生活平台的载荷类型进行分类，阐明影响空船重量的所有项并说明估算方法，得出模型A和B的估算结果，然后结合其装载原理及压载要求，寻找并定义其典型装载工况，最后对模型A和B的典型装载工况进行计算及校核比较，找出两者在所有装载工况均满足稳性要求的基础上的差异。
　　比较静水力特征相同的平台A（非对称）与B（对称）的计算结果，无论从极限重心高度曲线、空船重量、还是对于标准（包括拖航和起重）工况有效载荷携带量和压载水可调节性都可以说明，对于侧向起重的半潜式起重和生活平台，若下船体采取非对称形式，将会比对称形式获得更好的稳性性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 半潜式海洋平台简介

1．2．1 半潜式海洋平台结构组成

1．2．2 半潜式海洋平台工作原理

1．3 半潜式海洋平台的应用前景

1．4 原型平台综述

1．5 稳性研究现状

1．6 项目研究的必要性及主要内容

第2章 半潜式平台稳性规范分析

2．1 国际海事组织(IMO)稳性规范

2．1．1 完整稳性规范

2．1．2 破损稳性规范

2．2 起重平台的特殊规范

2．2．1 美国船级社ABS稳性规范

2．2．2 挪威船级社DNV稳性规范

2．3 本章小结

第3章 几何模型建立及比较

3．1 软件介绍

3．1．1 GHS软件介绍

3．1．2 DRILWIND软件介绍

3．2 坐标系与轴向描述

3．3 静水力模型

3．3．1 静水力特征值对比

3．3．2 平台主尺度信息

3．3．3 平台舱室划分

3．4 风载模型

3．4．1 风力计算原理

3．4．2 风速与风模系数

3．4．3 力矩计算原理

3．4．4 风模描述

3．4．5 风载模型计算结果正浮工况对比

3．4．6 风载模型计算结果倾斜工况对比

3．5 本章小结

第4章 平台开口信息

4．1 非保护性外部开口

4．2 风雨密外部开口

第5章 半潜式平台稳性分析

5．1 流程描述

5．2 极限重心高度与最危险轴向确定

5．3 完整稳性分析

5．3．1 生存工况分析计算

5．3．2 操作及拖航工况分析计算

5．3．3 结果分析

5．4 破损稳性分析

5．4．1 具体工况分析计算

5．4．2 结果分析

5．5 起吊分析

5．6 极限重心高度曲线

5．7 本章小结

第6章 装载工况计算

6．1 载荷分类

6．2 空船重量估算

6．2．1 空船重量定义

6．2．2 空船重量估算方法

6．3 装载原理

6．3．1 典型装载工况

6．4 装载计算

6．4．1 起重及生活工况

6．4．2 起重及生活工况调整至生存工况

6．4．3 拖航工况

6．4．4 拖航工况调整至生存工况

6．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介