张力腿平台

Page 4

预张力作用在张力腿平台的垂直张力腿系统 上，使张力腿时刻处于受张拉的绷紧状态。较大 的张力腿预张力使平台平面外的运动（横摇、纵 摇和垂荡）较小，近似于刚性。张力腿将平台和 海底固接在一起，为生产提供一个相对平稳安全 的工作环境。
Page 5

张力腿平台本体主要是直立浮筒结构，一般 浮筒所受波浪力的水平方向分力较垂直方向分力 大，因而通过张力腿在平面内的柔性，实现平台 平面内的运动（纵荡、横荡和首摇），即为顺应 式。
Page 14
1、按照总体结构分类-第一代TLP
Heidrun TLP建成于1995年，位 于北海距挪威海岸175km的海域， 工作水深345m。Heidrun TLP是 世界上第一座也是惟一的一座混 凝土张力腿平台。因为其主体构 造采用了混凝土结构，所以主体 排水量远远超过其他钢制张力腿 平台，达到了288000t左右。 Heidrun TLP海底的地质为软黏 土，所以选择了重力式吸力基础， 共有414个独立的基础组成，每 个基础包含19个直径为9m 的高 强度预应力混凝土舱。
张力腿平台
TLP
张力腿平台
全球 TLP 的数量并不多，只有 24 座（2008年数 据）。 地区分布：TLP 主要分布在US GOM 地区，有 17 座平台，占总数比例为 70.83%；赤道几内亚 有 4座，所占比例为 16.67%；挪威有 2座；印度 尼西亚有 1座。 尚未发生过倾覆、沉没等重大事故，拥有优良的 工作记录，由此坚定了业界对TLP这种新兴海洋 平台结构的信心。
Page 10
张力腿平台的分类
目前世界上在建和在役的张力腿平台共有24 座，这些张力腿平台的基本工作原理一致，但是 结构形式以及应用方式却各不相同，为了清楚地 区分它们，以下从三个方面对张力腿平台进行分 类。
Page 11
1、按照总体结构分类 可以分为两个大类，即第一代张力腿平台和 第二代张力腿平台； 可以划分为湿树平台和干树平台两大类； 可以分为大载荷张力腿平台、迷你型张力腿 平台、井口张力腿平台三大类；
Page 2
主要内容
张力腿平台的工作原理及性能 张力腿平台的分类
Page 3
张力腿平台的工作原理及性能
张力腿平台设计最主要的思想是使平台半顺应半 刚性。 它通过自身的结构形式，产生远大于结构自重的 浮力，浮力除了抵消自重之外，剩余部分就称为 剩余浮力，这部分剩余浮力与预张力平衡。
Page 15
1996年，Shell石油公司的 Mars TLP在墨西哥海湾 Mississippi Canyon Block 807建成投产，水深905m，海 底倾斜度为1.9%。Mars TLP 的钢结构总质量为36500t，结 构总排水量达到53000t，投资 近10亿美元。Mars TLP的主体 是由Belleli S.P.A.公司在意大 利建造的。张力腿和海底基础 系统由Aker-Gulf Marine公司 承造。

一座典型的张力腿平台，其垂荡运动的固有周期 为2～4s，而纵横荡运动的固有周期为100～200s； 横摇、纵摇运动固有周期均低于4s，而首摇的运动 固有周期则高于40s。整个结构的频率跨越在海浪的 一阶频率谱两端，从而避免了结构和海浪能量集中的 频率发生共振，使平台结构受力合理，动力性能良好。 迄今为止，张力腿平台有着良好的安全记录，这与结 构设计上的成功是密不可分的。
Page 8
同时，设想使用非平行的张力腿，这样的张力腿 虽然亦可将平台固定于某一空间位置，但不平行 的张力腿必然会在空间相交于一点，这一点将是 平台横荡引起首摇的旋转中心。
Page 9

张力腿平台在张力腿系泊系统张力变化和平台本 体浮力变化控制下，平台平面内的运动固有频率低于 波浪频率，而平面外的运动固有频率高于波浪频率。
Page 16
第二代张力腿平台出现于20世纪90年代初期，它 是在第一代张力腿平台的基础上发展起来的。第 二代张力腿平台在继承传统类型张力腿平台优良 运动性能和良好经济效益的同时，对结构形式进 行了优化改进，使张力腿平台更适合于深海环境， 并且降低了建造成本。 目前投入生产实践的第二代张力腿平台共分为三 大系列，分别是由Atlantia公司设计的SeaStar系 列张力腿平台、由MODEC公司设计的MOSES系 列张力腿平台以及由ABB公司设计的延伸式张力 腿平台（简称ETLP）。
Байду номын сангаас
Page 6

这样，较大的环境载荷能够通过惯性力来平 衡，而不需要通过结构内力来平衡。张力腿平台 这样的结构形式使得结构具有良好的运动性能。
Page 7

张力腿平台的张力腿系统在初始位置是直立 的，平台的纵荡运动将不引起纵摇，但一般会和 平台的垂向运动相耦合，即纵荡引起垂荡。
在运动过程中没有一个张力腿松弛，它们始终保 持等长度平行状态。如果有任意一个张力腿未校 准，则会破坏这种理想的平衡性质。因此在张力 腿平台的设计中，张腿锚固位置容许的偏差量很 重要。
2、按照采油树位置不同分类

3、按照功能和应用方式分类
Page 12
张力腿平台已形成了一种典型的结构形式。 它一般由五大部分组成，分别是 平台上体、
立柱（含横撑和斜撑）、
下体（沉箱）、
张力腿系泊系统
锚固基础
Page 13
图1是一座第一代张力腿平台的总体结构示意图。这种张力腿平台的布局 俯视一般都呈矩形或三角形，平台上体位于水面以上，通过4根或3根立柱 与下体连接，立柱一般为圆柱形结构，是平台波浪力和海流力的主要承受 部件，其主要作用是提供给平台本体必要的结构刚度。 平台的浮力由立柱和位于水面以下的下体浮箱提供。浮箱首尾与各立柱相 接，形成环状结构。由于位于水面以下较深处，所以浮箱受表面波浪力的 影响较小。 张力腿与立柱的数量关系一般是一一对应的，每条张力腿由2～4根张力筋 腱组成，上端固定在平台本体上，下端与海底基座模板相连，或是直接连 接在桩基顶端。有时候为了增加平台系统的侧向刚度，还会安装侧向系泊 索系统，作为垂直张力腿系统的辅助。海底基础将平台固定入位，主要有 桩基或是吸力式基础两种形式。中央井道位于平台本体的中心，可以支持 干树系统，生产立管通过中央井道上与生产设备相接，下与海底油井相接。