绷紧式深海系泊缆与上部浮体的耦合动力分析

绷紧式深海系泊缆与上部浮体的耦合动力分析伴随着工业技术日益增长的能源要求,石油天然气的开发逐渐由内陆向深海领域发展,并且已经成为一种必然趋势。

随着中国经济的高速发展,中国油气的消费也在快速增长,中国的油气压力变得越来越大。

因此,发展深海油气不仅对中国实施海洋发展战略有重要的意义,更是缓解油气资源紧缺压力,保障能源安全的必然选择。

FPSO、半潜式平台、张力腿平台(TLP)及单柱式(Spar)平台作为最具发展潜力的新一代海上平台而备受关注,其系泊系统由传统悬链式逐渐转变成新型的绷紧式。

本课题首先对传统的悬链线式系泊缆进行研究。

使用悬链线法对其静力特性进行计算,得出系泊缆与浮体和重块之间静态响应关系,再在此基础上使用集中质量法对其动力特性进行计算,同时还分析了上端点振幅和固有频率对系泊缆运动响应的影响。

然后基于动刚度理论对新型绷紧式系泊缆的动力特性进行计算,得出了节点运动轨迹、张力曲线,还对系泊系统整体的恢复力进行了分析,随后还考虑了海底不平和海底弹性的影响,使用编译的程序进行了计算分析。

除此之外,本课题基于C#编程语言分别开发了悬链式系泊缆和合成纤维系泊缆动力特性的计算可视化软件。

通过导入不同算例计算合成纤维系泊缆的动力特性,得出一定的规律和结论,为以后深入研究新型深海平台系泊系统提供一定的理论依据。

最后基于深水浮式系统锚泊耦合分析软件Sesam对绷紧式深海系泊缆与上部浮体的耦合运动进行计算分析,得到了上部浮体6个自由度方向的运动,分别选取了4缆、8缆和12缆系泊系统进行对比,得出一定结论。