深海半潜式平台多点系泊系统动力特性分析

摘要

当今世界对石油资源的需求愈加增大，陆上和近海石油资源已逐渐减少甚至枯竭，因此，为了满足日益增长的能源需求，各国都将油气资源的开发的重点转移到深海。半潜式平台由于对深海工作的适应性，广泛应用于钻井、采油、加工处理和储存。为了保证半潜式平台在大多数海况下都可以正常工作，系泊系统的作用至关重要。因此，为了设计的需要，本文进行以下工作：
　　 (1)系泊系统的静力分析。采用悬链线法建立多成分悬链线方程，以两成分悬链线为例计算出链形和张力。
　　 (2)系泊系统的动力分析。利用集中质量法对二维、三维系泊缆索进行动力分析，建立系泊线的运动方程和约束方程，并采用有限元差分法的Houbolt格式进行离散，采用牛顿-辛普森迭代，实现运动方程的求解。
　　 (3)系泊系统时域耦合分析。在时域内建立系泊系统的时域耦合方程，并实现系统载荷从频域到时域中的变换。
　　 (4)利用ABAQUS软件对多点系泊系统进行分析计算。建立了多点系泊系统二维模型，比较了考虑及不考虑导缆孔处初始位移两种情况，得到导缆孔处张力及位移变化曲线。然后建立三维模型，比较了八点和十二点系泊系统动力特性。为实际的工程设计提供参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1课题的研究背景

1.2深海钻采平台发展简介

1.3系泊系统发展及研究现状

1.3.1系泊系统介绍

1.3.2系泊系统动力特性研究进展

1.4本文针对并力求解决的问题

第二章系泊系统静力分析

2.1概述

2.2无弹性悬链线方程

2.2.1单一成分悬链线方程

2.1.2多成分悬链线方程

2.3多点系泊系统静力计算

2.4算例

2.5小结

第三章系泊系统动力分析

3.1概述

3.2集中质量法

3.2三维锚泊线动力分析

3.2.1建立坐标系

3.2.2附加质量的计算

3.2.3水动阻力

3.2.4锚泊线的运动

3.2.5运动方程的求解

3.3算法分析

3.4小结

第四章时域耦合分析

4.1环境载荷

4.1.1风载荷

4.1.2流载荷

4.1.3波浪载荷

4.2时域运动方程

4.3耦合分析

4.4小结

第五章实际算例

5.1概述

5.2单根系泊线动力分析

5.2.1算例描述

5.2.2模型建立

5.2.3程序框图

5.2.4计算结果

5.3二维模型计算

5.3.1模型建立

5.3.2计算程序

5.3.3计算结果

5.4不同系泊点数动力特性比较

5.4.1算例简介

5.4.2八点系泊系统动力特性分析

5.4.3十二点系泊系统动力特性分析

5.4.4两种系泊系统比较

5.5小结

第六章结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致 谢