张力腿平台的环境荷载及响应

合集下载

张力腿平台

张力腿平台

张力腿平台发展与简介导管架平台和重力平台由于其自重和工程造价随水深大幅度地增加, 已经不适应深水域油气开发, 所以本世纪60 年代提出了顺应式平台的概念, 并在近20年的平台设计中得到了广泛的发展应用。

顺应式结构的典型实例是张力腿平台(Tension LegPlatform 简称为TLP)。

张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小, 水平方向的运动是顺应式的, 结构惯性力主要是水平方向的回弹力。

张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅度地增大。

近二十年来, 经过张力腿平台设计生产的实践,证明张力腿平台具有良好的运动性能, 是深水海域油气生产适宜的平台形式。

张力腿平台结构张力腿平台(简称TLP)适用于较深水域(300~1500m)、且可采油气储量较大的油田。

TLP 一般由上部模块(Topside)、甲板、船体(下沉箱)、张力钢索及锚系、底基等几部分组成。

其船体(下沉箱)可以是三、四或多组沉箱,下设3~6组或多组张力钢索,垂直与海底锚定。

平台及其下部沉箱受海水浮力,使张力钢索始终处于张紧状态,故在钻井或采油作业时,TLP几乎没有升沉运动和平移运动。

其微小的升沉和平移运动(平移运动仅为水深的1.5% ~2%),在钻井和完井时主要由水中和井内相对细长的钻具及专用短行程补偿器补偿张力腿平台技术特点张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生产平台。

张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的,但与一般半潜式平台不同。

其所用锚索绷紧成直线,不是悬垂曲线,钢索的下端与水底不是相切的,而是几乎垂直的。

用的是桩锚(即打入水底的桩为锚)或重力式锚(重块)等,不是一般容易起放的抓锚。

张力腿式平台的重力小于浮力,所相差的力量可依靠锚索向下的拉力来补偿,而且此拉力应大于由波浪产生的力,使锚索上经常有向下的拉力,起着绷紧平台的作用。

作用于张力腿式钻井平台上的各种力并不是稳定不变的。

在重力方面会因载荷与压载水的改变而变化;浮力方面会因波浪峰谷的变化而增减;扰动力方面因风浪的扰动会在垂向与水平方向产生周期变化,所以张力腿的设计,必须周密考虑不同的载荷与海况。

不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点

不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点

不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点
吴家鸣
【期刊名称】《海洋科学》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】张力腿平台(简称 TLP)是一种垂直系泊的顺应式平台,其主要设计思想是通过平台自身的特殊结构形式,产生远大于平台结构自重的浮力,浮力除了抵消结构自重之外,所产生的剩余浮力与张力腿的预张力相平衡。

时刻处于受张拉绷紧状态的张力腿使平台的横摇、纵摇和垂荡运动较小,近似于刚性。

张力腿平台立柱主要为直立的圆筒型或方形截面结构,这样的柱型结构所受水动力载荷主要是水平方向的波浪和海流力,它们可以通过张力腿的柔性约束,允许平台在水平面上的纵荡、横荡和艏摇有一定自由度的顺应式运动。

张力腿平台这样的结构形式使得它所受到的环境载荷可以通过平台自身的惯性力来得到平衡,从而使张力腿平台具有良好的运动性能。

【总页数】8页(P101-108)
【作者】吴家鸣
【作者单位】华南理工大学土木与交通学院船舶与海洋工程系,广东广州510640
【正文语种】中文
【中图分类】TE5
【相关文献】
1.张力腿平台张力腿焊接工艺 [J], 宋峥嵘
2.深水张力腿平台张力腿系统的腐蚀控制探索 [J], 余直霞
3.张力腿平台在位期间张力腿涡激振动疲劳分析 [J], 刘玉玺;黄怀州;刘钊
4.张力腿平台在位期间张力腿涡激振动疲劳分析 [J], 刘玉玺;黄怀州;刘钊;
5.不同类型钢渣组分和结构特征及其钢渣粉技术特点比较 [J], 甘万贵;周晟明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

张力腿平台

张力腿平台

MOSES TLP的主体由四 根细长角柱和一个水下浮式 基座构成。平台的浮力主要 由水下浮式基座提供。
ETLP
9
按采油树位置分类
湿树平台 采油树位于海底。减少了平台上体的负载,不需要建造体 积庞大的平台主体,因而降低了平台的总体造价,湿树平台的 生产储备能力具有很大的弹性,新增的设备和海底油井容易加 装到现有的生产系统中,对油田的远期开发比较方便。
5
建造与安装过程
张力腿平台通常是将平台主体和上体分开建造,然后在海上进行合拢。
SeaStar TLP的整个安装过程可以分为4个独立的阶段进行。每个阶段耗时 都较短,并且当每个安装阶段结束后.己完成安装的平台部分都处于风暴 安全状态.可以最大程度地缩短平台处于不稳定状态中的时间,降低了作 业风险。
7
第一代张力腿平台
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。 从1984年至今,世界上建成投入 生产的传统类型张力腿平台共有11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。
张力腿平台通过自身的结构形式,产生远大于结构自重的 浮力,剩余部分称为剩余浮力。这部分剩余浮力与预张力 平衡。
半顺应半刚性:
预张力使张力腿时刻处于受张拉的绷紧状态,从而使平台 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。

张力腿平台的环境荷载及响应-2007

张力腿平台的环境荷载及响应-2007
, 。
3 6 6 + 4 5 7 5 7 具 有 相 对 稳 定 的特 征
6 5 57 4 7 6 具 有 相对 瞬时 的特 征
综上 所 述
,

一般 而 言
3 6 6 + 4 5 7 5 7 在 张 力 腿 疲 劳设计 中十分 重 要
57 6 而 4 6 5 主 要控 7

制着 张 力腿 和 浮 体0 甲板 结 构 的最 终设计 率 带分 别 是
特 用 作 应 6 5 7 响 的 力 浪
不 尼 阻 征 决 取 要 主 二 的 应
界 临 到 尼 阻 于 函 递 传 次
∗ 8 的 尼 即 平 水 > = < ∋ 数

此 因 粘 流 势 行 进 (
的 腿 力 张 壤 土 性 算 计
本 基 劳 疲 和 构 结 涉 会 常 通


,

,
,


低 较
的 尼 阻
外 之 此 这 在 以 所
起 引 会 还 荷 境 环 些
均 平 个 一 向 方 的 载
角 摇 脂 的 平 对 上
对 相 境 环 均
张 性 刚 响 的 用 作
引 会 腿 力 平 如 应
,

,
,
,

会 也 载 作 沉


力 的
应 响 学 腿 力 张
析 分 的 境 环 台 平
应 响 载 荷
主 析 分
虑 考 是 要
,
自 台 平
度 刚 的 身
量 质
特 等 尼 阻
对 其 及 性
荷 境 环



,
9

基于非线性耦合法的张力腿平台动力特性分析

基于非线性耦合法的张力腿平台动力特性分析
, 天津 3 0 0 0 7 2 )
摘要 : 以 南海为 目标 海域 , 应用 S E S AM 软 件 对 TL P平 台进行 了时域 非线性 耦合 分析 , 验 证 了平 台
在环 境 载荷 作用 下 的运动 性 能 。计 算 了二 阶波浪 力 的传递 函数 , 结 合耦 合分析 法 , 评估 了二 阶波浪
me t ho d a nd Ne ma n a ppr o xi ma t i on we r e c ompa r e d, a nd i t i s c o nc l u de d t ha t t he Ne wm a n a pp r ox i — ma t i o n i s wi t h hi g h pr e c i s i on i n c a l c u l a t i n g l ow— f r e q ue nc y r e s po ns e of a TLP.
力对 平 台船体 、 张力腿 、 立 管 的 影 响 。 比较 了完整 的二 阶传 递 法和 Ne wma n近似 法 的计 算 结 果 。
结果 证 明 , Ne wma n近似 法在 计 算 深水平 台低 频慢 漂 响应 时有较 高的准确 性 。
关键词: 张力腿 平 台; 二 阶 波浪 力 ; QT F法 ; Ne wma n近 似 法 中图分 类号 : TE 9 5 2 文献 标 识码 : A
An a l y s i s o n Mo t i o n Ch a r a c t e r i s t i c o f Te n s i o n Le g Pl a t f o r m
Ba s e d o n No n — l i n e a r Co u pl e d Me t h o d

不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点_吴家鸣

不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点_吴家鸣

图 1 Hutton TLP 整体概貌简图
平台上体、立柱及下体在内的平台本体结构可以在 岸上一体化建造、然后整体海上就位安装, 为降低海 上安装和维护费用创造了条件。(4)由于张力腿长度 与水深呈线性关系, 随着水深的增加, 张力腿自重 过大、张力腿的购置费用增加。水深超过 1 000 m 后, 其经济性不佳。(5)由于张力腿的预张力通常较大, 整个张力腿平台系统刚度较强, 对高频波浪力扰动 响应比较敏感。(6)平台本体结构巨大, 造价比第二 代张力腿平台要高得多。
3 第二代张力腿平台的主要结构特 征与技术特点
第二代张力腿平台出现于 20 世纪 90 年代初期, 它在继承第一代张力腿平台优良运动性能和良好经 济效益等优点的同时, 对结构形式进行了优化改进, 使之具有体积小、灵活性好、受环境载荷小、在深 水环境中能稳定地工作等优点。从而更适合于深海 作业条件、恶劣海洋环境和深海的中小油田开发, 并 因此而降低了油田开发和平台的建造成本。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 SeaStar TLP、MOSES TLP 以及 ETLP(Ext-
Marine Sciences / Vol. 38, No. 4 / 2014
103
心, 使立柱在自由表面的波能聚集区中受力面积很 小; 同时, 集中布置的四条立柱存在一定的遮蔽效 应, 一定程度上也减小了平台所受的环境载荷作用。 这些措施减少了立柱所受到的波浪载荷以及由此所 引起的平台在波浪场中的动力响应。
不同类型张力腿平台的主要结构特征与技术特点
Primary structural features and technical characteristics of different types of tension leg platforms

新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究

新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究

b. 俯视图
图 1 新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构 系统的结构示意图
Fig. 1 Schematic diagram of installation of new type of TLP dual-modules FOWT structure system
DTU 10 MW 风电机组浮体模块具有重力与 浮力自平衡的特征。张力腿平台模块是通过自身
ॄ৆ጎዃ ቧ૰ེೝ໼ఇ੷
值模型的动力响应结果略高于试验模型的动力响
应结果。 浮式海上风电机组 (FOWT) 现有的安装方
法主要是整体安装方法主要和分体安装方法,这
a. 侧视图 ቧ૰ེ
2 种安装方法采用的连接方式均是法兰对准式安
装。由于分体安装方法对浮式海上风电机组与其 平台之间的对准精度要求极高,因此迫切需要一 种新型的具有高鲁棒性且对安装设备的精度要求
国内外学者针对张力腿平台 (TLP) 式海上风电 机组开展了广泛而深入的研究。NEMATBAKHSH 等 [6] 分别利用计算流体力学 (CFD) 和势流理论方 法,指出了张力腿的张力主要受纵摇响应激励影 响,且纵摇运动含有更多非线性成分。JESSEN
等 [7] 建立了浮式海上风电机组结构系统的气动 液压 - 伺服弹性模型,指出了在单独风荷载情况 下,浮式海上风电机组结构系统的理论气动性能 优于实验气动性能。任年鑫等 [8-10] 针对张力腿平 台式浮式海上风电机组,利用 CFD 方法进行了风 浪耦合时域分析,模拟数值结果与模型试验结果 具有较好的一致性;研究还指出,波浪力在纵荡 响应中起主导作用,而风力对支撑风电机组的浮 体结构的平均纵荡有重要贡献。
ॄ৆ጎዃ ‫ۉޅ‬ऐፇ໴ཤ ቧ૰ེೝ໼ఇ੷
低的浮式海上风电机组模块化设计及安装方法。

畸形波作用下张力腿平台运动响应分析的开题报告

畸形波作用下张力腿平台运动响应分析的开题报告

畸形波作用下张力腿平台运动响应分析的开题报告一、背景和意义在海洋工程领域中,张力腿平台是一种主要的深海钻探设施,其能够在海洋表面以上支撑海洋平台,同时通过深海减速器将海洋浮泊器的洋流载荷减缓到主结构。

然而,海洋鄂霍次克海浪的存在使得张力腿平台面临着多种力学问题,如动态响应和疲劳破坏等。

其中,畸形波是一种常见的波浪类型,其在海洋钻井平台的动力响应分析中具有重要的作用。

本文旨在研究畸形波作用下张力腿平台的运动响应分析,为深海海洋平台结构设计和工程实践提供理论和实践基础。

二、研究内容本文的研究内容主要包括以下方面:1. 畸形波的特征和传播规律:阐述畸形波的特点、形成原因以及在海上运动中的传播规律。

2. 张力腿平台的结构与参数:对海洋平台的结构、参数、支撑系统进行分析,确定工程实践中所需的参数。

3. 动态响应模型的建立:对畸形波作用下张力腿平台的动态响应进行建模,建立数学模型。

4. 张力腿平台的运动响应分析:使用建立的数学模型,计算出畸形波作用下张力腿平台的运动响应,分析其响应特点和动态性能。

5. 参数分析与优化设计:根据分析结果,对关键参数进行分析与优化设计,提高张力腿平台的安全性、稳定性和性能。

三、预期成果本文的预期成果主要包括以下几个方面:1. 建立了畸形波作用下张力腿平台的动态响应模型,对其运动响应进行了分析,确定了关键响应特征和动态性能。

2. 对张力腿平台关键结构参数进行了分析和优化设计,提高了海洋平台的安全性、稳定性和性能。

3. 对畸形波的特征和传播规律进行了解析和探究,深入了解畸形波在深海工程实践中的作用。

四、研究方法和计划本文的研究将采用理论分析和数值模拟相结合的方法,通过建立动态响应模型,计算出张力腿平台的运动响应,并对其响应特征和性能进行分析和优化设计。

具体研究计划如下:1. 阅读相关文献资料,确定张力腿平台的结构特点和参数要求,并对畸形波的特征进行研究探究。

(时间:1个月)2. 建立畸形波作用下张力腿平台的动态响应模型,选择合适的数学方法,解决模型求解问题。

张力腿平台

张力腿平台

张力腿平台张力腿平台发展与简介导管架平台和重力平台由于其自重和工程造价随水深大幅度地增加, 已经不适应深水域油气开发, 所以本世纪60 年代提出了顺应式平台的概念, 并在近20年的平台设计中得到了广泛的发展应用。

顺应式结构的典型实例是张力腿平台(Tension LegPlatform 简称为TLP)。

张力腿平台最重要的特点是平台的竖向运动很小, 水平方向的运动是顺应式的, 结构惯性力主要是水平方向的回弹力。

张力腿平台的结构造价一般不会随水深增加而大幅度地增大。

近二十年来, 经过张力腿平台设计生产的实践,证明张力腿平台具有良好的运动性能, 是深水海域油气生产适宜的平台形式。

张力腿平台结构张力腿平台(简称TLP)适用于较深水域(300~1500m)、且可采油气储量较大的油田。

TLP 一般由上部模块(Topside)、甲板、船体(下沉箱)、张力钢索及锚系、底基等几部分组成。

其船体(下沉箱)可以是三、四或多组沉箱,下设3~6组或多组张力钢索,垂直与海底锚定。

平台及其下部沉箱受海水浮力,使张力钢索始终处于张紧状态,故在钻井或采油作业时,TLP几乎没有升沉运动和平移运动。

其微小的升沉和平移运动(平移运动仅为水深的1.5% ~2%),在钻井和完井时主要由水中和井内相对细长的钻具及专用短行程补偿器补偿张力腿平台技术特点张力腿式钻井平台是利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生产平台。

张力腿式钻井平台也是采用锚泊定位的,但与一般半潜式平台不同。

其所用锚索绷紧成直线,不是悬垂曲线,钢索的下端与水底不是相切的,而是几乎垂直的。

用的是桩锚(即打入水底的桩为锚)或重力式锚(重块)等,不是一般容易起放的抓锚。

张力腿式平台的重力小于浮力,所相差的力量可依靠锚索向下的拉力来补偿,而且此拉力应大于由波浪产生的力,使锚索上经常有向下的拉力,起着绷紧平台的作用。

作用于张力腿式钻井平台上的各种力并不是稳定不变的。

张力腿平台短周期运动响应特性及影响因素分析

张力腿平台短周期运动响应特性及影响因素分析

平台控制策略优化设计
总结词
提高控制精度、增强抗干扰能力、实现快 速响应
VS
详细描述
研究优化平台的控制策略,包括对锚链张 力的控制、对平台姿态的控制等,以提高 控制精度,增强抗干扰能力,并实现快速 响应。
平台环境适应性优化设计
总结词
增强平台环境适应性、降低环境因素的影 响
详细描述
通过研究平台在不同环境条件下的响应特 性,优化平台的设计,以增强平台对环境 的适应性,并降低环境因素对平台性能的 影响。
控制参数选择
在选择控制策略后,控制参数的选择也会影响平台的运动响应。例如,在PID控 制中,比例、积分和微分参数的选择会对平台的运动产生直接影响。
04
张力腿平台的优化设计研 究
平台结构优化设计
总结词
提高平台稳定性、降低能耗、减轻重量
详细描述
通过分析平台结构的力学特性,研究优化平台的主船体、张 力腿、锚链等关键部件的设计,以提高平台的稳定性,并降 低平台的能耗和重量。
实验结果与理论分析的对比与讨论
要点一
对比分析
要点二
讨论
将实验结果与理论分析进行对比,验证了理论模型的准 确性,发现了实验中一些特殊情况下的误差和不足。
对实验结果和理论分析进行了深入讨论,提出了改进实 验和理论模型的建议,为后续研究提供了参考。
感谢您的观看
THANKS
根据平台运动方程的形式和特点,选择合适的求解 方法,如数值积分法、解析法等。
数值积分
采用数值积分法对平台运动方程进行求解,得到平 台运动响应的时间历程。
结果分析
对求解结果进行分析,包括位移、速度、加速度等 响应特征。
平台运动特性的分析方法
时域分析

张力腿刚度对平台运动响应影响分析

张力腿刚度对平台运动响应影响分析

收稿日期:2007-11-01作者简介:任顺利(1983-),男,山东莱芜人,硕士研究生,主要从事海洋工程结构研究,E -mail:A lex 88@ 。

文章编号:1001-3482(2008)05-0028-04张力腿刚度对平台运动响应影响分析任顺利,陈建民,梁艳霞(中国石油大学(华东),山东东营257061)摘要:顺应式海洋平台经常被用来进行深水油田开发,张力腿平台(T ension Leg Platform,TLP)具有半顺应半固定的运动特征,是一种良好的深水油田开发形式。

张力腿内张力变动对升沉、横摇和纵摇等运动影响显著,为了确定张力腿刚度变化与运动响应的关系,采用SESAM /WADAM 对该问题进行了研究。

通过分析给出张力腿平台本体运动响应、张力腿内张力变化等重要参数之间的相互关系,可初步进行定性和定量分析,对平台的初步设计有一定参考作用。

关键词:张力腿平台;张力腿刚度;运动响应中图分类号:T E951 文献标识码:AInfluence of Tether Stiffness on TLP .s ResponseREN Shun -li,CH EN Jian -min,LIANG Yan -xia(China Univ er sity of Petr oleum (Eas t China),D ongy ing 257061,China)Abstract:Com pliant to w er platform are w idely used in deep w ater oil exploration,Tension Leg Platfo rm (TLP)has the characteristics of co mpliant to w er.Tether .s stiffness is a sig nificant ele -m ent w hen consider ing TLP .s H EAVE,ROLL,and PITCH motion.In or der to determ ine the relation betw een TLP motion and tether stiffness,SESAM/WADAM softw are is used to analyzethis pr oblem.T he relatio n betw een the TLP m otion and tether stiffness is g iven in this paper,and this is useful to T LP design.Key words:tensio n leg platfor m;tether stiffness;m otio n response 深水平台已经成为石油工业发展的前沿,张力腿平台(T ensio n Leg Platform,TLP)作为深水平台的主要形式在国际上获得了广泛的应用。

张力腿漂浮式风力机的运动响应计算

张力腿漂浮式风力机的运动响应计算

张力腿漂浮式风力机的运动响应计算王枭;王同光;曹九发【摘要】漂浮式风力机与近海桩基式风力机、陆上风力机差异很大,特别是漂浮平台设计复杂,对仿真工具要求更高.海上风力机除受气动载荷之外,还需进一步考虑海洋环境所施加的各种其他载荷.采用自由涡尾迹方法计算风力机气动性能,分别采用线性波和PM频谱模拟波浪运动并应用Morison方程计算波浪载荷.构建张力腿漂浮平台结构动力学方程,以气动载荷和波浪载荷为激励,得到平台响应,并反馈至气动计算,从而完成气动、结构和水动的耦合计算.最后以大型风力机NH1500为例,对张力腿式海上风力机进行仿真模拟,对比分析来流风速、浪高和波浪入流角对漂浮平台运动和风力机气动性能的影响,采用PM频谱模拟真实海况并计算漂浮式风力机动态响应,为漂浮式风力机设计提供了依据.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2016(048)004【总页数】7页(P583-589)【关键词】漂浮式风力机;张力腿平台;自由涡尾迹;波浪载荷;运动响应【作者】王枭;王同光;曹九发【作者单位】南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室,南京,210016;南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室,南京,210016;南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】O355;TK89随着陆上风电场可开发资源的减少,海上风电开发已成必然。

海上风力机与陆上风力机工作环境迥然不同,其主要区别在于,海上风力机除了气动载荷之外,还需要进一步考虑波浪等海洋环境的影响[1-3]。

漂浮平台可分为单柱平台、张力腿平台、驳船平台以及三者的组合[4-5]。

本文选取张力腿平台进行研究。

气动计算方法包括叶素动量理论、涡尾迹方法和计算流体力学方法(Computational fluid dynamics,CFD)。

叶素动量理论简单快捷,工程应用广泛,但准确度并不高。

张力腿平台系泊系统敏感性分析_宋林峰

张力腿平台系泊系统敏感性分析_宋林峰
收稿日期:2012-08-15;修改稿收稿日期:2012-11-20 基金项目:(863 计划)三角形多功能张力腿平台水动力性能分析研究
110
中国Leabharlann 造船学术论文
作用。本文针对一座传统型张力腿平台的系泊系统进行耦合分析,对极端工况下平台不同的筋腱轴向 刚度,相邻筋腱的布置角度,筋腱顶部预张力和筋腱数目进行了计算和对比。
1 理

TLP 平台运动响应分析涉及平台的稳性、 张力腿的张力和疲劳、 立管的强度以及甲板与水面间隙等。 在平台的运动响应中,由波浪引起的升沉运动、纵摇运动、横摇运动以及垂荡运动都非常小,还可忽 略风流产生的平台各方向摇动。所以平台的运动响应主要考虑水平方向的运动,即横荡、纵荡。平台 水平位移包括整体位移、波频运动和低频运动[8]。 在频域分析使用三维辐射/绕射理论计算平台所受的波浪力,并使用 Morison 公式考虑粘性影响, 对平台进行水动力分析。通过计算,得到平台的附加质量、阻尼系数以及二阶传递函数矩阵(QTF) 等,并将这一系列数值加入时域计算程序中。在时域计算程序中,需要考虑筋腱与平台的耦合作用, 以及平台受到的风流影响。平台时域耦合方程中时间积分项使用四阶龙格库塔法求解,耦合方程为
53 卷 第 4 期 (总第 203 期)
宋林峰,等:张力腿平台系泊系统敏感性分析
111
表1 参数 作业水深/m 平台吃水/m 总排水量/t 总质量/t 立柱长/m 立柱直径/m 立柱跨度/m 数值 1000 22 25287.8 16120 52 16 50
张力腿平台主尺度表 参数 浮箱宽/m 浮箱高度/m 重心高 KG/m 浮心高 KB/m 转动惯量 Ixx/(Kg·m²) 转动惯量 Iyy/(Kg·m²) 转动惯量 Izz/(Kg·m²) 数值 8 8 31.1 9.53 7.05×109 7.05×109 7.63×109

张力腿平台运动性能分析研究

张力腿平台运动性能分析研究

1 张力 腿 平 台结 构 特 征
张力 腿平 台一 般 由平 台本 体 、 张力腿 系泊 系统 和锚 固基础 3部分 组 成 ( 如图 l 所示) 。平 台本体 包 括 平
台上体 、 立柱 、 下体 ( 沉箱 ) 3部分 , 平 台上体 结构 位 于水 面 以上 , 通 过 3根 或 4根立 柱 与下 体 相 连接 , 立 柱 通
L e g P l a t f o r m, TL P ) 凭 借在 深海作 业 中具有 运 动 性 能好 、 抗 恶 劣环 境 作 用能 力 强 、 造价 相 对 较 低 、 结 构 安全 性 能 良好等 优点 , 得 到蓬勃 发展 , 为深 海 石油勘 探 开发 提 供 了解 决 方案 [ 1 ] 。在水 深 1 0 0 0 m~2 0 0 0 m 范 围 内, 张力腿平 台的经济 性优 势更 为 明显 。我 国南 海 深水 油气 勘 探 初 步 发 现 的 区域 , 水深恰好在 1 0 0 0 m~ 2 0 0 0 m范 围 。因此研究 在南 海 复杂 多变 的风 、 浪、 流 等环境 载荷 作用 下张 力腿平 台 的运动性 能 , 对 发 展 我 国深 海平 台设计 研究 能力 具有 重要 意义 。
2 . Dr i l l i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e o f S h e n g l i Oi l F i e l d ,Do n g y i n g 2 5 7 0 1 7 ,Ch i n a ;
摘 要 :根 据 我 国 南 海 1 5 0 0 i n水 深 典 型 环境 条件 , 对传统型 、 延 伸 式 和 海 星 式 3种 型 式 张 力腿 平 台的 运

张力腿平台二阶波浪力作用下运动响应分析

张力腿平台二阶波浪力作用下运动响应分析

第一作者简介 : 潘
阳( 1 9 8 7一) , 男, 硕士生
2 延 伸 式 张 力腿 平 台和模 型
2 . 1 平 台数 据
研究方 向: 深水张力腿平 台设计和分析研究
E- ma i l : p y y p 2 @1 6 3 . c o m
算 例平 台为 延 伸式 张力 腿 平 台 , 主要 为三 部
非线 性特 点 , 得 N- - 阶传递 函数 ( q u a d r a t i c t r a n s .
f e r f u n c t i o n , Q T F ) 。 二 阶波浪 力 的一般 表 达式 为
种频 率成分 的 随机 波 浪 , 不 同频 率 的波 浪 叠 加会 产生 差频力 与 和频 震 荡力 , 这 也正 是 浮 式 结 构低
锚 泊 系统 当做 线 性 弹簧 单 元 分 开 计 算 , 而 是 考 虑
通过计算完整 的二阶传递 函数 , 得到了准确 的二
阶波浪 力 的大小 , 分 别计 算 考 虑 低 频 波 浪 和高 频 波 浪作用 的平 台响应 和 张力腿 、 立 管张力 值 。
波流 作 用下 张 力 腿 、 立 管 的质 量 、 阻尼 的影 响 , 通 过时 间步 长积 分 法进 行 时 域 下 的耦 合分 析 , 其 有
浪作用 引起 的张力 腿 、 立 管 动 张力 的变 化 。本 文
式中: — —频 率 时液面 升高 的傅 里 叶分量 ; 和频 波浪 力 的二 阶传递 函数 ;
差频 波浪 力 的二 阶传递 函数 。
。 。


1 . 2 考虑锚 泊系统和 立管影响 的非 线性耦合分 析
张力 腿平 台运 动 响 应 的 计 算 , 不 是 简 单 地 把

张力腿平台

张力腿平台

长期的生产实践证明,张力腿平台在深海 作业中具有: 运动性能好、 抗恶劣环境作用能力强、 造价相对于固定式平台较低等优点。

因此张力腿平台作为优秀的深海平台,自 其诞生之日起一直蓬勃发展,是今后一段 时期内深水石油平台的主要形式之一。
张力腿平台的共同特点 目前已投入使用的 张力腿平台共有 24 座。 从1984年至今,世界上建成投入生产的传统 类型张力腿平台共有11座。第二代张力腿平 台13座。 300—1500米水深范围内,张力腿平台优势 明显。 尚未发生过倾覆、沉没等重大事故,拥有 优良的工作记录。
第一代张力腿平台

按总体分类
第二代张力腿平台

第一代张力腿平台是最早出现的张力腿平 台,也是当今世界上数量最多的张力腿平 台,目前在役和在建的平台共12座,占世 界张力腿平台总数的一半以上,而且仍在 不断发展壮大。 第一代张力腿平台的有Hutton、Jolliet、 Snorre A、Auger、Heidrun、Mars、Ram、 Powell、Ursa、Marlin、Brutus、WestSeno A 和WestSeno B 。 1000米之前,一代当王。


世界上第一座近海石油平台于1947年建在墨西哥 Couissana海域,平台高出水平面6米。从此以后, 各类海上建筑物陆续出现。下水的深度也不要断 加深。 当水深达到深水水域时,之前的平台由于设计上 和材料上的局限,一筹莫展时。深水小王子张力 腿平台应运而生。
概念期:1954年,美国的R.O.Marsh率先提 出了采用倾斜系泊索群固定的海洋平台方 案,被公认为张力腿平台的鼻祖。 萌芽期:1962年,英国石油开发公司在苏格 兰附近海域30m 水深处建造了一个124t的三 角形张力腿平台试验平台“Triton”,并进行 了全面理论分析和实验研究。

张力腿平台有限振幅运动的方程和数值解

张力腿平台有限振幅运动的方程和数值解

张力腿平台有限振幅运动的方程和数值解
张力腿平台有限振幅运动的方程和数值解
论证了张力腿平台(TLP)在波浪作用下发生有限振幅运动时,所受惯性力、粘性力、浮力等载荷不仅与波浪场有关,还与瞬时响应有关,是响应的非线性函数;张力腿拉力也是各自由度位移的非线性函数.所以分析TLP受力时必须考虑平台的瞬时加速度、速度和位移,在瞬时位置建立运动方程.据此推导出TLP发生有限振幅运动时的外力计算公式,建立了TLP 6自由度有限振幅运动非线性控制方程.其中考虑了由6自由度有限位移引起的多种非线性因素,如各自由度之间的耦合、瞬时湿表面、瞬时位置等;还包括自由表面效应、粘性力等因素引起的非线性.用数值方法求解所得到的非线性运动方程.对典型平台ISSC TLP进行了数值分析,求得该平台在规则波作用下的6自由度运动响应.用退化到线性范围的解与已有解进行了对比,吻合良好.数值结果表明,综合考虑非线性因素后响应有明显改变.
作者:曾晓辉沈晓鹏吴应湘 ZENG Xiao-hui SHEN Xiao-peng WU Ying-xiang 作者单位:中国科学院,力学研究所工程科学研究部,北京,100080 刊名:应用数学和力学 ISTIC PKU英文刊名:APPLIED MATHEMATICS AND MECHANICS 年,卷(期):2007 28(1) 分类号:P732 U674 关键词:张力腿平台(TLP) 有限位移非线性动力响应数值解波浪载荷。

张力腿平台

张力腿平台

第一代张力腿平台

按总体分类
第二代张力腿平台

第一代张力腿平台是最早出现的张力腿平 台,也是当今世界上数量最多的张力腿平 台,目前在役和在建的平台共12座,占世 界张力腿平台总数的一半以上,而且仍在 不断发展壮大。 第一代张力腿平台的有Hutton、Jolliet、 Snorre A、Auger、Heidrun、Mars、Ram、 Powell、Ursa、Marlin、Brutus、WestSeno A 和WestSeno B 。 1000米之前,一代当王。
长期的生产实践证明,张力腿平台在深海 作业中具有: 运动性能好、 抗恶劣环境作用能力强、 造价相对于固定式平台较低等优点。

因此张力腿平台作为优秀的深海平台,自 其诞生之日起一直蓬勃发展,是今后一段 时期内深水石油平台的主要形式之一。
张力腿平台的共同特点 目前已投入使用的 张力腿平台共有 24 座。 从1984年至今,世界上建成投入生产的传统 类型张力腿平台共有11座。第二代张力腿平 台13座。 300—1500米水深范围内,张力腿平台优势 明显。 尚未发生过倾覆、沉没等重大事故,拥有 优良的工作记录。

大载荷张力腿平台(largedeckloadTLP)是这三种 张力腿平台中历史最悠久的一种类型,它是一种 体积巨大、造价昂贵的张力腿平台形式,能够支 持一套高生产能力的原油处理设。 迷你型张力腿平台(Mini-TLP)并不是一种简单 缩小化的传统类型张力腿平台,它通过对平台上 体、立柱以及张力腿系统进行结构上的改进,从 而达到优化各项参数,以更小吨位获得更大有效 载荷的目标。 井口张力腿平台(Tension Leg Wellhead Platform) 不能独立进行生产工作,在它的平台上体只安装 有控井设施,而其他的石油生产和处理设施都安 装在一艘位于平台附近的辅助生产设施上,如 FPSO(浮式生产储油装置)等

基于AQWA的张力腿平台动力响应分析

基于AQWA的张力腿平台动力响应分析

第39卷增刊(II )2009年11月 东南大学学报(自然科学版)JOURNAL O F SOU THEAST UN I V ERS ITY (N atural Science Edition ) V ol .39Sup (II )N ov .2009 基于AQWA 的张力腿平台动力响应分析闫功伟1 欧进萍1,2(1哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090)(2大连理工大学建设工程学部,大连116024)摘要:为研究极端海况下张力腿平台(TL P )的动力响应性能,对一典型传统式TL P 平台进行整体设计,并应用势流理论和波浪的辐射/衍射理论,结合水动力分析软件AQW A ,考虑随机波浪载荷及风、流载荷的共同作用,对平台在极端海况下的动力响应进行了数值模拟分析,计算在多个不同入射角波浪作用下的平台六个自由度上运动的幅值响应算子(RAO s ),模拟分析在极端海况P 2M 波浪谱作用下平台的动力响应和张力腿的运动响应.结果表明:波浪入射角的不同对平台垂荡运动的RAO s 没有明显的影响,对另外5个方向运动RAO s 的幅值有明显影响;张力腿提供的附加刚度,对平台上体纵、横摇及垂荡响应作用明显,对平台纵、横荡及首摇也有一定的限制作用;平台的动力响应主要由波浪荷载引起;张力腿在平台上体带动及流荷载作用下会产生较大幅度运动.总之,在张力腿的有效约束下TL P 平台可以避开能量集中的波浪频率,表现出良好的纵、横摇及垂荡性能,而张力腿的安全和性能将成为平台安全和性能的重要指标.关键词:张力腿平台;AQW A;幅值响应算子;动力响应;数值模拟;极端海况中图分类号:TV 13912+6 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2009)增刊(II )20304207Dynam i c response analysis of T LP based on AQ WAYan G ongw ei 1 O u J inp ing 1,2(1School of C ivil Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China )(2Faculty of Infrastructure Engineering,D alian U niversity of Technology,D alian 116024,C hina )Abstract:A classical tension leg p latfor m (TL P )is globally designed in order to study the dynam ic resp onse of TL P in extrem e offshore environm ent .The theo ries of po tential flow and d iffraction /rad iation are used to calculate the w ave loads of TL P in hydrodynam ic calculation soft w are AQW A.The random w ave loads,w ind loads and cu rren t loads are considered to analyze the dynam ic resp onse of a conventional TL P in extrem e offshore environm en t,and the RAO s (response am p litude op erator )of su rge,s w ay,heave,roll,p itch and yaw are obtained under several differen t directions of w ave .The dynam ic responses of tendon and p latfor m are also obtained considering the effects of P 2M ocean w ave spectra in extrem e offshore env ironm ent .The results show that changes of w ave directions have no effect on the RAO s of heave,bu t they have obvious effect on the m ovem ent am p litude of o ther five directions;the add itional stiffness from tendons to p latfor m has obv ious effect on the RAO s of roll,p itch and heave,and it has obvious restriction on the surge,s w ay and yaw of p latfor m;the dynam ic response of p latfo r m is m ainly caused by w ave loads;tendons have large am p litude m otions caused by the reaction of the m otion of p latfor m and the effects of environm ental loads.In a w ard,TL P can be kep t aw ay from w ave frequencies of concentrated energy depending on the restriction of tendons;therefore TL P can have excellent p erfor m ance of roll,p itch and heave,but the safety and perfo r m ance of tendon becom es m ain target of TL P .Key words:tension leg p latfor m;AQW A;resp onse am p litude operato r ;dynam ic response;num erical si m ulation;extrem e offshore env ironm ent 收稿日期:2009211227. 作者简介:闫功伟(1983—),男,博士生;欧进萍(联系人),男,博士,教授,博士生导师,中国工程院院士,oujinp ing @dlut .edu .cn . 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50538050)、国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA 09A 103,2006AA 09A 104).自1984年第一座实用化张力腿平台H utton TL P 建成至今,世界上已建有20多座这种形式的平台.张力腿平台以其成熟的技术和良好的运动特性成为目前深海油气开采选用的主要平台型式之一.目前众多学者已经对张力腿平台做了广泛的研究,主要集中在以下几个方面:①平台结构形式的创新及优化设计[1];②平台的动力响应特性分析[2-3];③平台的施工与安装方法;④平台性能健康检测等.其中,平台的动力响应特性分析是张力腿平台相关研究中的重点及难点,它不仅是结构形式创新及优化设计的重要内容,同时也为平台的施工、安装及检测提供了支持.本文结合水动力计算软件AQW A ,考虑随机波浪载荷及风、流载荷的作用,对一座经过整体设计的传统式张力腿平台在极端海况下的动力响应进行了模拟分析,对典型张力腿平台的动力特性做了进一步的研究.计算主要用到了AQW A 2L I N E,AQW A 2L I B R I UM 和AQW A 2NAU T 模块.下面对这几个模块的主要功能作下简介:AQW A 2L I N E 用于计算浮体结构在常规波中响应问题,主要分析技术是水波的辐射/衍射理论,可以计算浮体结构的一阶或二阶波浪力以及浮体的附加质量和辐射阻尼;AQW A 2L I B R I UM 用于确定浮体系统的静态平衡位置,计算张力腿张力,并确定浮体在相应位置的静动态稳定性;AQW A 2NAU T 用于计算在特定波浪条件下,浮体结构的载荷和运动响应时间历程.其中应用STO KES 二阶波浪理论计算浮体表面的波浪力,通过输入风、流经验系数模拟流和风载荷的影响.1 数值模拟1.1 数值模拟流程对张力腿平台动力响应分析按如下步骤进行:1)张力腿平台整体设计,根据张力腿平台设计要求及环境条件进行张力腿平台整体设计,以确定平台的总体尺度,规划设备位置,均衡平台重心,确定张力腿的张力及尺寸;2)AN SYS 有限元模型建立,根据平台整体设计得到的平台主要参数,建立张力腿平台AN S YS 有限元模型,并进行网格划分;3)AQW A 计算文件导出及修改,在AN SYS 中输入命令anstoaqw a,弹出界面设定参数及对称面,导出模型文件,并根据环境条件及需要修改计算文件中相应卡片;4)在平台上附加张力腿,根据设计张力腿参数,在计算文件相应卡片处加入张力腿的单元信息;5)数值模拟及结过处理,分别调用AQW A 2L I N E 和AQW A 2NAU T 进行数值计算,用AQW A GS 进行计算结果的图形显示及后处理.1.2 模型建立对传统四柱式张力腿平台进行整体设计,得到平台主要参数为设计吃水22m 、上体总重17.355kt 和总排水量2.94×105kN ,平台的其他参数如表1所示[4].表1 张力腿平台的设计参数名称设计参数平台立柱外径16m ,内径7m ,高度35m ,数量4个,中心距50m 张力腿外径1.2m ,内径1.12m ,就位长度978m ,数量4×2根,总预张力1.02×105kN 浮箱高度7m ,宽度12m ,长度34m ,数量4个甲板直升机甲板22m ×22m ,上层甲板54m ×52m ,下层甲板52m ×52m 根据表1中参数建立张力腿平台的分析模型并划分网格,如图1和图2所示.图1 张力腿平台运动响应计算模型 图2 平台模型网格划分网格要求1个波长至少要覆盖7个最大单元尺寸才能计算,所以划分网格时要根据需要计算的最大波浪频率设定网格的控制尺寸,网格越细,可计算的波浪频率越大,同时对应着计算耗时的增加.503增刊(II )闫功伟,等:基于AQWA 的张力腿平台动力响应分析图3 波浪对平台上体的作用2 模拟及结果通过AQW A 调用提前准备好的计算文件就可以进行平台运动响应的模拟计算.本文分别模拟分析了TL P 平台上体自由状态下RAO s,TL P平台上体附加各方向张力腿刚度后的RAO s 以及在选定风、流和随机波浪载荷作用下的动力响应.图3所示为圆频率1.4rad /s 、45°入射、波幅2m 的波浪对平台的作用.2.1 自由运动状态下平台运动响应的RAO s波浪作用下平台的运动响应可由幅值响应算子(resp onse am p litude operator,RAO )描述.它是波浪波幅到平台各位置参数的传递函数[5],即RAO =ηi ξ(1)式中,ηi 为平台运动第i 个自由度的值;ξ为某一频率波浪高度的幅值.一般认为海洋中波浪高度是一个具有零均值、各态历经的高斯随机过程,平台对任一波浪成分的响应是这个成分波波幅的线性函数并且与它对其他波浪成分的响应独立无关[6],利用平台各自由度的运动RAO s 给出在每一个波浪频率下的平台响应,再叠加求和,可以得到在多个波浪作用下的平台运动方程.平台运动的RAO s 可由计算或者试验确定,图4是通过建模调用AQW A 2L I N E 模块计算所得平台各自由度的RAO s,由计算结果可知:图4 平台上体自由状态下的RAO s603 东南大学学报(自然科学版) 第39卷1)平台纵、横荡响应及纵、横摇响应是相对称的,如15°的横荡还可以表示75°的纵荡.这是由于结构的对称性决定的;2)平台垂荡响应在频率为0.4~0.6rad /s 的波浪作用下出现峰值,纵横摇在频率为0.5~0.65,1.1rad /s 的波浪作用下出现峰值,而首摇在频率为1.0~1.1rad /s,入射角为30°(60°)和15°(75°)的波浪作用时出现峰值;3)应该注意的是,此处模拟的是平台上体自由飘浮状态,尚没有考虑张力腿的影响.一般考虑张力腿的影响后,平台固有周期为垂荡3~4s (1.57~2.09rad /s )、纵横荡100~200s (0.03~0.06rad /s )、纵横摇低于4s (1.57rad /s )、首摇高于40s (0.157rad /s ).可见张力腿对平台的纵横摇及首摇还有垂荡作用效果明显,同时能够限制平台的慢漂运动.2.2 附加张力腿各方向刚度后平台上体运动RAO s根据整体设计出来的平台参数,采用拟静态分析的方法计算出附加张力腿在平台上体运动过程中产生的刚度,并附加在程序计算文件的卡片7中,如表2所示.表2 附加张力腿各方向上刚度贡献纵荡/(N ・m -1)横荡/(N ・m -1)垂荡/(N ・m -1)8.152×10-48.152×10-48.753×107横摇/(N ・m ・rad -1)纵摇/(N ・m ・rad -1)首摇/(N ・m ・rad -1)5.471×10105.471×10101.091×108 用AQW A 2L I N E 模块重新调用修改后的计算输入文件对平台进行水动力分析,得出平台的各方向运动RAO s,如图5所示.由图可知:附加张力腿对平台上体各自由度上的RAO s 都有较明显的影响;平台纵横荡及纵横摇对波浪周期更加敏感,呈现明显的自振周期;垂荡响应呈现出明显的随波浪频率周期性变化的特点且幅值降低;首摇的幅值也有所变化.图5 附加张力腿刚度后平台的RAO s703增刊(II )闫功伟,等:基于AQWA 的张力腿平台动力响应分析2.3 附加质量及辐射阻尼平台在波浪载荷作用下将产生多自由度的运动响应,从而激发一个散射速度势改变流体速度场分布,使平台本身受到一个附加水动力荷载.此荷载与平台运动的速度和加速度成正比,通常以附加质量和附加阻尼的形式表示[7].由于结构的对称性,平台运动的附加质量矩阵及辐射阻尼矩阵具有如图6所示形式,对应不同的波浪频率,N i 取值会有不同,计算结果如图7和图8所示.结果表明:平台附加质量受波浪频率影响较小,平台的运动方向对其影响明显;辐射阻尼对波浪频率的变化较为敏感,在平台个方向运动上也明显不同. X Y Z RX RY RZ X YZRXRYRZ N 1000-N 200N 10N 20000N 30000N 20N 400-N 2000N 4000000N 5图6 平台运动的附加质量矩阵及辐射阻尼矩阵形式 图7 平台运动过程中的附加质量图8 平台运动过程中的辐射阻尼 图9 张力腿中间节点的位移响应时程2.4 平台整体动力响应分析P 2M 谱在工程上经常用来描述相对缓慢成长较充分的海浪,是一个较经典的海浪经验谱形[8],其谱密度可以表示为S (ω)=αg 2ω5exp -βg U ω4(2)式中,U 为海面19.5m 高处的风速;α和β为无因次常数,可由波浪谱的统计参数确定.本文计算选用定常海上风速30.1m /s 和海面流速1.04m /s,均沿X 轴方向入射;波浪谱参数取圆频率范围0.1~3.5rad /s,波幅7.7m ,跨零周期9.5s,沿X 轴方向入射.由于平台的对称性和风、浪及流均沿X 轴方向入射,平台所受荷载及重心位置只在X 轴、Z 轴和绕Y 轴(R Y )三个自由度上变化.模拟结果如图9~图11所示.3 结论1)波浪入射角的不同对平台各方向运动RAO s 规律和垂荡RAO s 幅值没有明显的影响,但会影响其他方向上的运动RAO s 幅值.2)附加张力腿对平台上体除首摇外各自由度上的运动RAO s 都有较明显的影响.平台纵横荡及纵横摇对波浪周期更加敏感,呈现明显的固有周期.垂荡趋于稳定,幅值降低.803 东南大学学报(自然科学版) 第39卷图10 平台重心的位移响应时程图11 平台上体所受各方向荷载大小的变化时程3)平台的动力响应主要由波浪荷载引起,流荷载将使平台沿流方向偏离初始就位位置一定距离,风荷载作用效果不明显,这和平台模型简化了上体甲板布置有一定关系.4)张力腿在流荷载作用下会产生大幅度变形,在平台上体带动下会产生较大幅度往复运动,张力腿内张力会有明显变化,应进一步考虑张力腿的疲劳安全性.总之,张力腿平台是深海油气开发中广泛应用的平台型式之一.在张力腿的有效约束下张力腿平台可以避开波浪能量集中的频率,使得平台在纵、横摇及垂荡性能上明显改善,大大提高了平台的适用范围、舒适度和安全性,而张力腿的安全和性能将成为张力腿平台安全和性能的重要指标.903增刊(II )闫功伟,等:基于AQWA 的张力腿平台动力响应分析013 东南大学学报(自然科学版) 第39卷参考文献(References)[1]L ee J Y,L i m S J.H ull for m op ti m ization of a tension2leg p latfor m based on coup led analysis[C]//Proceeding of the18thISO PE C onf.V ancouver,B C,C anada,2008:1002107.[2]R ossit C A,L aura P A A,B am bill D V.D ynam ic response of the leg of a tension leg p latfor m subjected to an axial,suddenly app lied load at one end[J].O cean Engineering,1996,23(3):2192224.[3]K i m C huel2Hyun,L ee C hang2H o,G oo Ja2Sam.A dynam ic response analysis of tension leg p latfor m s includinghydrodynam ic interaction in regular w aves[J].O cean Engineering,2007,34(11/12):168021689.[4]Yan Gongw ei,X u Feng,O u J inp ing.V ortex2induced vibration analysis of the tendon considering the effect of H ull’sm otion[C]//Proceedings of the19th ISO PE C onf.O saka,Japan,2009:133721342.[5]李文魁,张博,田蔚风,等.一种波浪中的船舶动力定位运动建模方法研究[J].仪器仪表学报,2007,28(6):105121054.L i W enkui,Zhang B o,Tian W eifeng,et al.M ethod of ship m otion m odeling w ith dynam ic positioning in w aves[J].C hinese Journal of Scientific Instrum ent,2007,28(6):105121054.(in C hinese)[6]江洪,赵忠华.船舶振荡运动仿真[J].上海交通大学学报,2001,35(10):156621569.J iang H ong,Zhao Zhonghua.The si m ulation of ship’s m otion[J].Journal of Shanghai J iaotong U niversity,2001,35(10):156621569.(in C hinese)[7]马汝建.任意结构形状的大型海洋结构物的附加质量[J].中国海洋平台,1995,10(2):68271.M a R ujian.A dded m ass of large offshore structures w ith arbitrary geom etric shapes[J].C hina O ffshore Platfor m,1995, 10(2):68271.(in C hinese)[8]P ierson W J J r,M oskow itz L.A p roposed spectral for m for fully developed w ind seas based on the si m ilarity theory of S AK itaigorodskii[J].Journal of G eophysical R esearch,1964,69(24):518125190.。

多因素下张力腿平台耦合动力响应特性研究

多因素下张力腿平台耦合动力响应特性研究


1 T P运 动方程 . 1 L
张 力腿平 台在 波浪 中 的运 动微 分方 程如 下 :
MX+C + X =F( X, f X x, x, ) () 1
式 中 为质 量矩 阵 , C为阻尼矩 阵, 眉为 刚度矩 阵 , t 时 间, X 为平 台位 移 向量 ,, 为平 台所 受波 为
关 键 词 :张力腿平台;非线性;耦合响应;浪向角
中图分 类号 :U 6. 613 4
文 献标 识码 :A
0 引 言
张力 腿平 台是一 种用 于 深海 油气 开 发 的浮式 结 构 ,它通 过 张力 腿 固定在 海床 上 。张 力腿 平 台 的锚
固系 统一 般 由四根 或多 根张 力腿 组 成 ,每根 张 力腿 由多股钢 缆 固定 在 结构底 部 ,具 有一 定预 张力 。平 台结构 的浮 力大 于 自重 ,张 力腿 时刻处 于 受拉状 态 。预 张 力使 平 台的横 摇 、纵 摇和 垂荡 响应 较 小 ,近
0 0
假 设 T P模型 有 8根张 力腿 ,坐标 为 L
[P, 2,P ,1,P  ̄P )( l P ) ( , ) (p , ) (P , 1 (P , ( 。 ) (2P )( 2 1,P ̄ 2 , P - - 一 一 , 2一 , 2P) 一 )o - 一 P
4根等 效 刚度立 管 的坐标 为 :[g,: , l q)(g,g) (g, ] ( )( , : , , 一 ) 。 q q- 一 一 g 刚度 矩 阵 表示 为 :
动力 响应 的基本 分析 方法 。于 皓等 【j 讨 了平 台在低 频和 高 频波 浪荷 载 下 的运 动 响应 。邹 康等 [-] l探 0 11在 12 中国船 舶 科学 研 究 中心 耐波 性 水池 中对 单 立 柱张 力 腿平 台(C L ) 系 泊状 态 下 的运 动特 性 以及 张力 S T P在 筋键 的受 力状 况进 行 了试验 研 究 。 迄 今 尚未 见 国 内外 对 于 多 因素 影 响下 T P动 力 响应 特 性 的相 关研 究 。本文 在考 虑 立 管 、张 力腿 L
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

张力腿平台的环境荷载及响应
作者:于皓, 周延东, 李欣
作者单位:海洋石油工程股份有限公司设计公司,天津 300451
1.期刊论文王忠畅.高静坤.谢彬.杨晓刚.张艳芳.胡晓明.王兴涛.于皓.刘吉飞.Wang Zhongchang.Gao Jingkun.
Xie Bin.Yang Xiaogang.Zhang Yanfang.Hu Xiaoming.Wang Xingtao.Yu Hao.Liu Jifei张力腿平台总体尺度规划
研究-中国海上油气2007,19(3)
张力腿平台总体尺度规划研究对我国南海深水油气开发具有重要意义.从平台功能要求、系统设施、总体布置、重量控制、船体和张力腿尺寸设计以及平台总体规划流程等方面阐述了张力腿平台总体尺度规划中需要考虑的基本内容.平台的总体尺度规划是张力腿平台设计中最基础的工作.张力腿平台对整个系统的平衡要求严格,整个系统的布置、尺寸等对重量的变化十分敏感,而且平台对于有效荷载的可调余量非常有限,因此一个有效的初始总体规划至关重要.
2.期刊论文余建星.张中华.于皓.YU Jianxing.ZHANG Zhonghua.YU Hao张力腿平台总体响应分析方法研究-海洋
通报2008,27(2)
张力腿平台 ( TLP ) 作为典型的深水顺应式平台,其总体响应分析对于平台设计过程至关重要.分析技术关系到计算效率和相关耦合效应的处理,本文介绍了张力腿平台的基本结构及其运动特点,分析了平台总体响应分析的基本方法,包括频域分析和时域分析的方法,将不同的分析技术相结合,提供了不同的分析策略,为张力腿平台总体响应分析的深入研究提供了一定的基础.
3.期刊论文"典型深水平台概念设计研究"课题组.The Group for Typical Deep Water Platform Conceptual
Design张力腿平台安装分析-中国造船2005,46(z1)
张力腿平台的制造和安装包括陆地建造,船体和组块干拖至连接水域,水上对接,最后与张力腿连接固定.本文在分析制造和安装的几个过程的同时,着重论述了张力腿平台的海上对接,湿拖,充水就位、与张力腿的连接等海上安装过程,为今后开展张力腿平台的安装设计提供参考.
4.会议论文"典型深水平台概念设计研究"课题组张力腿平台安装分析2005
张力腿平台的制造和安装包括陆地建造,船体和组块干拖至连接水域,水上对接,最后与张力腿连接固定.本文在分析制造和安装的几个过程的同时,着重论述了张力腿平台的海上对接,湿拖,充水就位、与张力腿的连接等海上安装过程,为今后开展张力腿平台的安装设计提供参考.
5.期刊论文国家863计划"典型深水平台概念设计研究"课题组.The Group for Typical Deep Water Platform
Conceptual Design张力腿平台结构总体强度分析研究-中国造船2005,46(z1)
本文介绍了张力腿平台总体强度分析的主要方法,使用Sesam软件对传统张力腿平台的整体结构进行有限元模拟,并通过在位工况一年一遇及百年一遇环境条件下的总体强度分析,确定TLP主结构及关键部位的应力水平和强度要求,从而建立了TLP总体强度分析的方法.
6.会议论文国家863计划"典型深水平台概念设计研究"课题组张力腿平台结构总体强度分析研究2005
本文介绍了张力腿平台总体强度分析的主要方法,使用Sesam软件对传统张力腿平台的整体结构进行有限元模拟,并通过在位工况一年一遇及百年一遇环境条件下的总体强度分析,确定TLP主结构及关键部位的应力水平和强度要求,从而建立了TLP总体强度分析的方法.
7.期刊论文"典型深水平台概念设计研究"课题组.The Group for Typical Deep Water Platform Conceptual
Design张力腿平台水动力响应分析-中国造船2005,46(z1)
张力腿平台作为一种典型的深水浮式平台,具有半顺应半固定的运动特征.本文以1000米水深TLP平台为例,详细叙述了TLP平台水动力分析的过程和方法,包括有限元模型的建立,水动力特征的计算,水动力荷载响应的计算以及运动响应分析.
8.期刊论文"典型深水平台概念设计研究"课题组.The Group for Typical Deep Water Platform Conceptual
Design张力腿平台总体规划与重量控制-中国造船2005,46(z1)
本文讨论了张力腿平台总体规划和重量控制方法,并以1000m水深的TLP平台为例,从工艺流程、设备布置、总体重量控制和船体静力平衡等方面,介绍了TLP平台布置的基本流程,通过分析,得出较合理的平台总体规划.最后阐明了总体规划在TLP平台设计中的重要性.
9.会议论文"典型深水平台概念设计研究"课题组张力腿平台总体规划与重量控制2005
本文讨论了张力腿平台总体规划和重量控制方法,并以1000m水深的TLP平台为例,从工艺流程、设备布置、总体重量控制和船体静力平衡等方面,介绍了TLP平台布置的基本流程,通过分析,得出较合理的平台总体规划.最后阐明了总体规划在TLP平台设计中的重要性.
10.会议论文"典型深水平台概念设计研究"课题组张力腿平台水动力响应分析2005
张力腿平台作为一种典型的深水浮式平台,具有半顺应半固定的运动特征.本文以1000米水深TLP平台为例,详细叙述了TLP平台水动力分析的过程和方法,包括有限元模型的建立,水动力特征的计算,水动力荷载响应的计算以及运动响应分析.
本文链接:/Conference_7031471.aspx
授权使用:上海海事大学(wflshyxy),授权号:6b40ae81-9ccb-429e-b606-9e2a00a4190a
下载时间:2010年11月10日。

相关文档
最新文档