Spar平台

摘要： 基于ABAQUS/AQUA模块,当Spar平台发生涡激运动时,对与平台相连接的柔性立管进行时域动态响应分析,得到了不同折合速度下柔性立管的应力响应曲线。对立管触地区域和悬垂段进行了细化的分析,并利用S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对平台涡激运动引起的柔性立管疲劳损伤进行了计算。研究结果表明:平台涡激运动对立管触地区域和悬垂段的影响较大,这两部分最容易在长时间的工作中产生疲劳损伤。特别是平台运动到近点时,立管触地区域受到的应力急剧增加,这个区域是立管工作的危险区域,应该特别注意。该研究结论可以作为立管结构设计和海底铺设时的参考,通过增加立管触地区域的结构强度和优化铺设方式,从而来提高立管的疲劳寿命和系统的安全性。

摘要： 为探究多浮体辅助钻井系统中半潜式支持平台和Spar平台在靠泊钻井状态下可能产生的水动力干扰现象,探索水动力相互作用对浮体的水动力参数的影响,基于三维频域势流理论开展半潜式支持平台靠泊Spar平台的水动力性能分析,分别计算2种平台在单体状态与双体状态下的运动RAO、附加质量、一阶波浪力和平均波浪漂移力等,对比分析平台在这2种状态下的水动力参数受水动力相互作用的影响程度。结果表明:平台运动RAO、附加质量和一阶波浪力等在单体状态与双体状态下受水动力干扰的程度较小;平均波浪漂移力对水动力干扰现象更为敏感,在不同浪向下,单体状态与双体状态差异较大,平均漂移力的作用不可忽视,考虑浮体间的水动力相互作用是很有必要的。

摘要： 流体和结构物之间相互耦合时易发生涡激运动现象,该现象不仅包含流固耦合的共性,还具有其自身特性。为了更好对平台涡激运动情况下周围的流场特征及自身振动特性进行研究,采用重叠网格技术模拟结构物涡激运动过程中周围流场变化及平台振动响应。所选取的研究对象原型为服役于墨西哥湾的桁架式Spar平台,建立平台硬舱部分的简化模型,监测其在不同约化速度下的升阻力变化、涡旋生成与泄放规律,分析得到平台在涡激运动时的响应状况,可以作为后续平台设计的参考,用来提高平台工作的安全性。

摘要： 当流体流经单柱式结构物时,由于流体黏性和逆压梯度的存在,会产生非定常的升力、阻力和涡旋脱落,即涡激运动现象,对一座Truss Spar平台的硬舱部分附加长度为1.0 D(D为硬舱直径)的刚性来流侧分隔板,基于开源平台OpenFOAM,采用基于剪切应力运输的延迟分离涡模拟(SST-DDES)方法,在不可压缩黏性流场中,对其进行三维数值模拟,以研究在不同流速下,来流侧分隔板对Spar平台涡激运动特性和运动响应的影响。结果表明:在较高流速下,横荡周期减小22.21%,横荡最大幅值减小81.3%。说明在较高流速下,附加分隔板有助于减少Spar平台的运动响应幅值。

摘要： 针对浮式平台油水置换储油舱内水中含油问题,以新型Spar钻井生产储卸油平台储油舱为原型,设计多组试验装置,开展模型试验,得到储油舱模型缩尺比、储油舱制作材料、原油物性、油水界面移动速度,以及平台运动等对储油舱内水中含油浓度的影响规律,验证油水置换储油技术用于浮式平台的可行性.

摘要： 研究Spar平台多自由度耦合时的涡激运动特性.采用MATLAB软件建立了Spar平台涡激运动分析模型,该模型充分考虑位移、速度以及加速度的流固耦合效应,并将结构阻尼和流体阻尼加以区分.用该模型分析不同流速下平台涡激运动时横荡、纵荡、横摇和纵摇的运动特性.利用ANSYS-CFX软件对平台进行涡激运动数值模拟,分析升阻力系数的变化规律,并将动力参数修正后的分析模型的运动响应计算结果与数值模拟结果进行比较.研究结果表明:流体阻尼显著降低了平台的纵荡运动以及锁定区的横荡运动.理论模型和数值模拟的计算结果存在一定差异,在锁定区外两者的横荡运动吻合较好.论文为涡激运动研究提供了一种理论分析方法,可为Spar平台结构主尺度设计提供参考.

摘要： 为提高平台稳定性,提出一种基于单柱式(Spar)平台的新型多浮体平台,采用Fortran编程通过AQWA预留接口实现与AeroDyn的集成,基于辐射/绕射理论并结合有限元方法,对比分析风波耦合作用下新平台与Spar平台的动态响应特性.结果表明:新平台幅值响应算子除纵荡方向稍大于原平台外,垂荡和纵摇方向均显著减小;两平台所受一阶波浪激振力/力矩随频率变化趋势大致相同,且新平台纵荡和纵摇方向一阶波浪激振力/力矩均小于原平台;时域分析中,新平台除纵荡响应大于原平台外,纵摇和艏摇响应均比原平台小,其中,纵摇响应减小幅度最大,艏摇响应次之;功率谱分析中,新平台三个自由度的响应谱峰值均小于原平台.

摘要： 该文采用内孤立波KdV理论和eKdV理论描述内孤立波波面及流场特征,与Morison方程联系,建立了内孤立波对海洋石油开采平台典型Spar平台的水平力理论计算模型。参考南海水深及内孤立波实测数据设定了内孤立波特征参数,并使用典型Spar平台Hoover的参数作为算例,计算了Hoover平台受到的内孤立波水平力。通过与KdV理论的计算结果进行对比,发现eKdV理论对于内孤立波水平力的计算与KdV理论较为接近,但是eKdV理论下的内孤立波波形较为平缓,Spar平台受到的内孤立波水平力持续时间较长,极值稍小于KdV理论下的水平力极值。

摘要： 为研究Spar风机模型在规则波作用下的响应,基于3D打印等高精度技术,建立Spar型风机模型,并采用弹性缆张紧式系泊方式保证波浪荷载的准确测量,分析计算得到规则波作用下风机模型所受的波浪力.同时,基于Fluent软件系统,采用VOF方法对风机在规则波下的响应进行了数值模拟,数值模拟结果与实验吻合,风机模型所受到的波浪力幅值随着波高增大而增大.进一步通过分析风机模型自由面处的流态,观察波浪爬坡现象.本文建立的试验方法不仅为数值模拟提供了可靠的验证数据,同时为进一步的实际工程提供可靠的试验数据和方法.

摘要： 随着离岸深水工程技术的不断发展,Spar平台在深海油气开采中得到了越来越广泛的应用.Spar平台特殊的深吃水立柱式结构容易引起来流作用下结构后方的旋涡脱落,从而导致涡激运动.长时间持续的涡激运动可能引起锚泊系统疲劳甚至平台结构损坏,因此必须充分考虑到涡激运动的影响.本文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,基于DES方法在模型尺度下对带螺旋侧板的Spar平台涡激运动问题进行数值模拟.重点考察螺旋侧板高度变化对Spar平台扰流的影响,侧板螺距固定Pitch=4.5D,侧板高度参数有五种分别为Height=0.1,0.13,0.2,0.25,0.3,其中Height=0.13的情况与K P Thiagarajan的实验模型一致.通过对加侧板的不同方案进行CFD计算,探讨螺旋侧板的减涡机理和效果,并对比分析给出不同参数减涡侧板的减涡效应.

摘要： 随着离岸深水工程技术的不断发展,Spar平台在深海油气开采中得到了越来越广泛的应用.Spar平台特殊的深吃水立柱式结构容易引起来流作用下结构后方的旋涡脱落,从而导致涡激运动.长时间持续的涡激运动可能引起锚泊系统疲劳甚至平台结构损坏,因此必须充分考虑到涡激运动的影响.本文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,基于DES方法在模型尺度下对带螺旋侧板的Spar平台涡激运动问题进行数值模拟.重点考察螺旋侧板高度变化对Spar平台扰流的影响,侧板螺距固定Pitch=4.5D,侧板高度参数有五种分别为Height=0.1,0.13,0.2,0.25,0.3,其中Height=0.13的情况与K P Thiagarajan的实验模型一致.通过对加侧板的不同方案进行CFD计算,探讨螺旋侧板的减涡机理和效果,并对比分析给出不同参数减涡侧板的减涡效应.

摘要： 随着离岸深水工程技术的不断发展,Spar平台在深海油气开采中得到了越来越广泛的应用.Spar平台特殊的深吃水立柱式结构容易引起来流作用下结构后方的旋涡脱落,从而导致涡激运动.长时间持续的涡激运动可能引起锚泊系统疲劳甚至平台结构损坏,因此必须充分考虑到涡激运动的影响.本文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,基于DES方法在模型尺度下对带螺旋侧板的Spar平台涡激运动问题进行数值模拟.重点考察螺旋侧板高度变化对Spar平台扰流的影响,侧板螺距固定Pitch=4.5D,侧板高度参数有五种分别为Height=0.1,0.13,0.2,0.25,0.3,其中Height=0.13的情况与K P Thiagarajan的实验模型一致.通过对加侧板的不同方案进行CFD计算,探讨螺旋侧板的减涡机理和效果,并对比分析给出不同参数减涡侧板的减涡效应.

摘要： 随着离岸深水工程技术的不断发展,Spar平台在深海油气开采中得到了越来越广泛的应用.Spar平台特殊的深吃水立柱式结构容易引起来流作用下结构后方的旋涡脱落,从而导致涡激运动.长时间持续的涡激运动可能引起锚泊系统疲劳甚至平台结构损坏,因此必须充分考虑到涡激运动的影响.本文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,基于DES方法在模型尺度下对带螺旋侧板的Spar平台涡激运动问题进行数值模拟.重点考察螺旋侧板高度变化对Spar平台扰流的影响,侧板螺距固定Pitch=4.5D,侧板高度参数有五种分别为Height=0.1,0.13,0.2,0.25,0.3,其中Height=0.13的情况与K P Thiagarajan的实验模型一致.通过对加侧板的不同方案进行CFD计算,探讨螺旋侧板的减涡机理和效果,并对比分析给出不同参数减涡侧板的减涡效应.

摘要： 随着离岸深水工程技术的不断发展,Spar平台在深海油气开采中得到了越来越广泛的应用.Spar平台特殊的深吃水立柱式结构容易引起来流作用下结构后方的旋涡脱落,从而导致涡激运动.长时间持续的涡激运动可能引起锚泊系统疲劳甚至平台结构损坏,因此必须充分考虑到涡激运动的影响.本文利用自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,基于DES方法在模型尺度下对带螺旋侧板的Spar平台涡激运动问题进行数值模拟.重点考察螺旋侧板高度变化对Spar平台扰流的影响,侧板螺距固定Pitch=4.5D,侧板高度参数有五种分别为Height=0.1,0.13,0.2,0.25,0.3,其中Height=0.13的情况与K P Thiagarajan的实验模型一致.通过对加侧板的不同方案进行CFD计算,探讨螺旋侧板的减涡机理和效果,并对比分析给出不同参数减涡侧板的减涡效应.

摘要： 功能集成和技术交叉是海洋平台设计发展的新方向.新型集钻采储外输于一体的Spar平台能在储油的同时初步分离油水,从而输出纯度较高的石油.本研究对这种新型Spar平台及其系泊系统在不同水深和极限海况下的动力响应进行时域非线性耦合研究.重点分析了平台的运动响应RAO、运动固有周期、系泊缆的张力时域曲线及其响应谱等,并且将其与在上海交通大学深水试验池开展的模型试验结果进行比较分析.结果表明,数值模拟数据与实验结果总体吻合较好,并证明了这种新型平台具有较好的运动性能,系泊缆索的张力载荷也均在合理范围内变化.综合考虑其良好的经济性与广泛的适用性,这种新型Spar平台较适合在中国南海深海或其边际油田进行作业,在未来有较好的发展前景.

摘要： 功能集成和技术交叉是海洋平台设计发展的新方向.新型集钻采储外输于一体的Spar平台能在储油的同时初步分离油水,从而输出纯度较高的石油.本研究对这种新型Spar平台及其系泊系统在不同水深和极限海况下的动力响应进行时域非线性耦合研究.重点分析了平台的运动响应RAO、运动固有周期、系泊缆的张力时域曲线及其响应谱等,并且将其与在上海交通大学深水试验池开展的模型试验结果进行比较分析.结果表明,数值模拟数据与实验结果总体吻合较好,并证明了这种新型平台具有较好的运动性能,系泊缆索的张力载荷也均在合理范围内变化.综合考虑其良好的经济性与广泛的适用性,这种新型Spar平台较适合在中国南海深海或其边际油田进行作业,在未来有较好的发展前景.

摘要： 功能集成和技术交叉是海洋平台设计发展的新方向.新型集钻采储外输于一体的Spar平台能在储油的同时初步分离油水,从而输出纯度较高的石油.本研究对这种新型Spar平台及其系泊系统在不同水深和极限海况下的动力响应进行时域非线性耦合研究.重点分析了平台的运动响应RAO、运动固有周期、系泊缆的张力时域曲线及其响应谱等,并且将其与在上海交通大学深水试验池开展的模型试验结果进行比较分析.结果表明,数值模拟数据与实验结果总体吻合较好,并证明了这种新型平台具有较好的运动性能,系泊缆索的张力载荷也均在合理范围内变化.综合考虑其良好的经济性与广泛的适用性,这种新型Spar平台较适合在中国南海深海或其边际油田进行作业,在未来有较好的发展前景.

摘要： 功能集成和技术交叉是海洋平台设计发展的新方向.新型集钻采储外输于一体的Spar平台能在储油的同时初步分离油水,从而输出纯度较高的石油.本研究对这种新型Spar平台及其系泊系统在不同水深和极限海况下的动力响应进行时域非线性耦合研究.重点分析了平台的运动响应RAO、运动固有周期、系泊缆的张力时域曲线及其响应谱等,并且将其与在上海交通大学深水试验池开展的模型试验结果进行比较分析.结果表明,数值模拟数据与实验结果总体吻合较好,并证明了这种新型平台具有较好的运动性能,系泊缆索的张力载荷也均在合理范围内变化.综合考虑其良好的经济性与广泛的适用性,这种新型Spar平台较适合在中国南海深海或其边际油田进行作业,在未来有较好的发展前景.

摘要： 深水钢悬链立管具有成本低、耐高温和耐高压等优点,在国外油气田开发中得到了广泛应用.穿越转移是Spar平台钢悬链立管安装的关键步骤.介绍了钢悬链立管穿越转移步骤和Spar平台钢悬链立管的悬挂方式;针对南海1500m水深和10英寸外输SCR,建立了Spar平台深水钢悬链立管穿越转移数值分析模型,进行了静动力分析,得出了一些有益结论.

摘要： 本发明创造提供了一种具有横纵荡板结构的SPAR平台，包括SPAR平台本体、支撑组件、横纵荡板组，横纵荡板组包括多个横纵荡板，多个横纵荡板周向设置于SPAR平台本体外侧，支撑组件包括第一连接杆、第二连接杆，每个横纵荡板均通过第一连接杆与SPAR平台本体固定连接，相邻的两个横纵荡板通过第二连接杆固定连接。本发明创造所述的一种具有横纵荡板结构的SPAR平台解决了现有的SPAR平台纵荡及横荡方向运动响应较大的问题,一定程度上保证了作业的安全。

摘要： 本发明公开了一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其主要施工工艺流程是将立柱式平台(SPAR)下水，采用湿拖浮运，将其运输到海上相应的安装位置后，立柱式平台(SPAR)自动压载扶正，然后采用系泊系统将立柱式平台(SPAR)与锚固基础连接，风机在岸上整体拼装并整体运输至海上，最后进行风机的整体吊装。本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)浮运、立柱式平台(SPAR)自扶正工艺、海上风机整体安装施工工艺，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本，解决了传统立柱式平台(SPAR)和风机整体扶正难度大、安全性低的问题，减少了海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。

摘要： 本申请公开了一种基于Spar平台结合环形分段微阵列式风浪耦合发电装置，属于发电设备领域，结局了现有技术中波浪能发电装置在海上摇晃幅度较大，安全稳定性不足，且发电途径单一，不能够综合利用风能和波浪能，且发电效率较低的不足。本申请的技术方案中，振荡浮子围绕Spar平台的侧部呈环形均匀间隔排布，振荡浮子在Spar平台的侧表面上滑动；振荡浮子的滑动方向平行于Spar平台圆筒轴线；所述能量转换系统转换振荡浮子的振荡能量并转换为电能；所述PTO系统通过调整能量转换系统的阻尼参数，对振荡浮子的运动状态进行调整。本申请的优点在于：兼顾获能总效率及安全稳定性，降低了波浪能的安全成本，易于实现运动补偿，提高机组稳定性。

摘要： 本发明公开了一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其主要施工工艺流程是将立柱式平台(SPAR)下水，采用湿拖浮运，将其运输到海上相应的安装位置后，立柱式平台(SPAR)自动压载扶正，然后采用系泊系统将立柱式平台(SPAR)与锚固基础连接，风机在岸上整体拼装并整体运输至海上，最后进行风机的整体吊装。本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)浮运、立柱式平台(SPAR)自扶正工艺、海上风机整体安装施工工艺，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本，解决了传统立柱式平台(SPAR)和风机整体扶正难度大、安全性低的问题，减少了海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。

摘要： 本发明揭示了一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；养殖网箱与横向设置的支撑部件的第一端连接，滑道沿着筒式浮体硬舱的轴向安装在筒式浮体硬舱的外壁上，支撑部件的另一端可通过连接装置沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的外壁均匀分布。主要有益效果是提供了一种深远海风能开发和渔业养殖联合开发的浮式装备设计。提高了Spar浮式风机的利用率和经济效益；适用于深远海多种水深。

摘要： 本发明公开了一种基于模拟电路的Spar平台参数共振预测装置及其方法，解决了由于不规则波浪冲击易造成平台纵摇，进而发生安全事故的弊端，其技术方案要点是包括有装置本体、对垂荡运动信息进行采集的外部传感器系统、设置于装置本体内部对参量进行模拟处理的模拟运算电路；装置本体上设置有对平台固有参量及传感器系统采集的垂荡运动信息参量进行输入的若干参量输入端子、对平台固有参量进行调节的若干调节旋钮、对处理输出结果进行显示的显示屏，以及对预测会发生共振运动时进行警示的警示模块，本发明的基于模拟电路的Spar平台参数共振预测装置及其方法，能进行实时监测及预测，提高Spar平台的动态性能及应对，调高整体安全性及稳定性。

摘要： 本实用新型公开一种具有环柱多层空心组合结构的SPAR平台，其特征在于：所述的平台包括平台体（1）和连接在其底端面上的支撑柱（2），所述支撑柱（2）的长度为H，在支撑柱（2）上设置有依次连接的第一环形圆台（3）、第二环形圆台（4）和第三环形圆台（5），所述第一环形圆台（3）的顶端与平台体（1）之间的距离约为0.1H，所述第一环形圆台（3）、第二环形圆台（4）和第三环形圆台（5）的高度均为H，同时这三个环形圆台的顶面半径与支撑柱（2）的半径相等，第一环形圆台（3）的母线与其底面之间的夹角为60°，第二环形圆台（4）的母线与其底面之间的夹角为45°，第三环形圆台（5）的母线与其底面之间的夹角为30°。

摘要： 本实用新型公开了一种基于模拟电路的Spar平台参数共振预测装置，解决了由于不规则波浪冲击易造成平台纵摇，进而发生安全事故的弊端，其技术方案要点是包括有装置本体、对垂荡运动信息进行采集的外部传感器系统、设置于装置本体内部对参量进行模拟处理的模拟运算电路；装置本体上设置有对平台固有参量及传感器系统采集的垂荡运动信息参量进行输入的若干参量输入端子、对平台固有参量进行调节的若干调节旋钮、对处理输出结果进行显示的显示屏，以及对预测会发生共振运动时进行警示的警示模块，本实用新型的基于模拟电路的Spar平台参数共振预测装置，能进行实时监测及预测，提高Spar平台的动态性能及应对，调高整体安全性及稳定性。

摘要： 本实用新型揭示了一种结合Spar型浮式风机和可环向移位养殖网箱的开发平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；环形滑道设在筒式浮体硬舱的外壁上，水平方向的支撑部件的第一端可通过连接装置沿着环形滑道滑动到某一位置后固定，支撑部件的第二端连接养殖网箱。

摘要： 本实用新型揭示了一种结合Spar型浮式风机和可移位养殖网箱的海洋开发平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；养殖网箱与横向设置的支撑部件的第一端连接，滑道沿着筒式浮体硬舱的轴向安装在筒式浮体硬舱的外壁上，支撑部件的另一端可通过连接装置沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的外壁均匀分布。主要有益效果是提供了一种深远海风能开发和渔业养殖联合开发的浮式装备设计。提高了Spar浮式风机的利用率和经济效益；适用于深远海多种水深。