Truss Spar平台结构强度分析及优化设计

垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析

- 23 -第5期垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析孙伟（青岛黄海学院，山东青岛 266427）[摘要] 随着深海石油开发需求的不断增加，Spar平台的设计制造成为海油工程领域关注的热点。

为探究垂荡板结构对Truss Spar平台动力响应的影响，在三维势流理论的动力响应方程的基础上，利用水动力计算软件ANSYS-AQWA，建立Truss Spar平台水动力模型，改变中段部分的桁架式结构中垂荡板的数目，应用频域分析法对附有不同数目垂荡板的Truss Spar 平台进行动力响应计算和比较。

计算结果表明，垂荡板结构能有效抑制Truss Spar平台的运动，而且垂荡板的数量越多对平台的垂向运动性能的改善效果越好。

[关键词] Truss Spar平台；垂荡板；AQWA；频域分析法作者简介：孙伟（1987—），女，山东临朐人，硕士，讲师，主要研究方向船舶与海洋工程。

1 前言石油资源被称为各国经济发展的“血液”。

近年来，随着陆地近海油气资源的减少，世界各国已在大力发展深海油气勘探技术，Spar 平台因其良好的性能和经济性已成为深海油气勘探开发平台的主要发展方向。

Truss Spar 平台是目前应用最广泛的spar 平台。

深海油气勘探设备的安全性是我们关注的重点，Spar 平台的纵摇与横摇等对平台安全影响较小，影响Spar 平台安全的主要因素是平台的垂荡运动，当平台的垂荡运动周期与波浪周期相似时产生共振，将对平台的设施产生致命威胁。

经典Spar 平台通过大吃水来保证平台的垂荡固有周期，而Truss Spar 、Cell Spar 平台通过添加垂荡板来保证其垂荡周期远离波浪周期。

垂荡板的设置对于Truss Spar 平台的水动力性能起着至关重要的作用，垂荡板的设置数目是影响垂荡性能的重要因素[1]。

因此，研究垂荡板的结构设置问题对于平台整体的设计及安全性具有十分重要的意义。

2 动力响应的理论计算2.1 三维势流理论假设流体为不可压缩无旋的理想流体，流体的速度势必定满足拉普拉斯方程：（1）在三维势流理论的假设下，非定常流流体满足伯努利方程：（2）结合伯努利方程，可以得到总势能势来计算物体表面的压力分布，作用在物体上的波浪力和力矩。

Spar平台简述分析

一、Spar的总体结构
• • • • 上部组块主体结构立管系统系泊系统
Spar平台组件
2
上部组块（顶部甲板模块） ——平台生产和生活的中心
Spar平台的上部组块通常有2~4层矩形甲板结构组成，用来进行钻探、油井维修、产品处理或其他组合作业。 Spar平台一般设有油气处理设备、生活区、直升机甲板以及公共设施等，根据作业设计要求，也可以在顶层甲板上安装重型或轻型钻塔以及完成平台的钻探、完井和修井作业。
• 典型的Spar平台从上到下主要分为硬舱、中段、软舱。
4
• 平台主体从主体顶甲板至可变压载舱底部之间的部分为硬舱，它是一个大直径的圆柱体结构，中央井贯穿其中，设有固定浮舱和可变压载舱，为平台提供大部分浮力，并对平台浮态进行调整。 • 中段是指平台主体从可变压载舱底部至临时浮舱定甲板之间的部分，它是桁架结构，在桁架结构中设置2~4层垂挡板，以增加平台的附加质量并附加阻尼，提高稳性。 • 平台主体中段以下的部分是软舱，软舱主要设置固定压载舱，以此减低平台重心，同时为Spar平台自行竖立过程提供扶正力矩。 • 此外，主体外壳上还安装2~3列螺旋侧板结构，以减少平台的涡激振动，改善平台在涡流中的性能。
有较大的水平回复力，减小了平台的水平位移。具有较小的刚度，降低了缆绳的拉伸程度。缆绳的轴向刚度随轴向张力及里的作用时间而变化，容易偏移，分析起来比较复杂。缆绳容易打滑而产生蠕变，只能作为悬浮部分，而不能预放于海底，安装起来也很复杂。常用的合成材料有聚酯材料，聚酰胺材料，高模数聚乙烯材料三种。缆绳可以是螺旋状，平行股式和六股式。
2、稳定性能
• 与TLP平台不同， Spar平台的稳定性不是从系泊系统获得的，Spar平台的重心大大低于浮心，即使横摇和纵摇到最大角度， Spar平台也是个稳定系统。而TLP平台稳性主要由上部结构、张力腿和锚基等决定。

Spar平台结构型式及总体性能分析

万方数据第３７卷第５期杨雄文，等：Ｓｐａｒ平台结构型式及总体性能分析台）、桁架式平台（ＴｒｕｓｓＳｐａｒ）和多柱式平台（ＣｅｌｌＳｐａｒ）。

世界上第１座传统式Ｓｐａｒ平台是１９９６年在墨西哥湾建成下水的ＮｅｐｔｕｎｅＳｐａｒ。

从设计到平台正式采油，一共只花了２５个月，一开始就显示了高效率的特点，其工作记录也显示了高度的稳定性，大大提高了业主对Ｓｐａｒ技术的信心。

到２０００年，世界上已经发展了３座传统式Ｓｐａｒ平台，分别为ＮｅｐｔｕｎｅＳｐａｒ（５８８ｍ）、ＧｅｎｅｓｉｓＳｐａｒ（７９２ｍ）和ＨｏｏｖｅｒＳｐａｒ（１４６３ｍ），其中，ＧｅｎｅｓｉｓＳｐａｒ安装了一座钻探深度可达７６２０ｍ的全装钻塔，具备自行钻探的能力，是世界上第１座钻探和采油Ｓｐａｒ平台，ＨｏｏｖｅｒＳｐａｒ是目前在役的规模最大的Ｓｐａｒ。

桁架式Ｓｐａｒ平台的概念是ＤｅｅｐＯｉｌＴｅｃｈｎｏｌｏ—ｇｙ公司和ＳｐａｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ公司提出的，并于２００１年第１次应用于Ｎａｎｓｅｎ／Ｂｏｏｍｖａｎｇ油田。

自２００１年第ｌ座ＴｒｕｓｓＳｐａｒ——ＮａｎｓｅｎＳｐａｒ安装下水，目前全世界已有９座ＴｒｕｓｓＳｐａｒ先后建成下水，还有２座在建。

其中包括２００４年初安装下水的世界上最大的Ｓｐａｒ平台一一ＢＰ石油公司的Ｈｏｌ－ｓｔｅｉｎＳｐａｒ，Ｄｏｍｉｎｉｏｎ石油公司的ＤｅｖｉｌｓＴｏｗｅｒＳｐａｒ以及世界上第１座采用尼龙塑料系泊索系统的ＭａｄＤｏｇＳｐａｒ。

由于各种最新技术的采用，到２００４年底，新建成的ＴｒｕｓｓＳｐａｒ已在多个方面取得了创造性的突破，为Ｓｐａｒ向深水、超深水进军提供了方向。

但是不管是传统式Ｓｐａｒ平台还是桁架式Ｓｐａｒ平台，它们都有一个共同的缺点就是体形庞大，造价昂贵，而且其庞大的主体对建造船坞的要求很高。

目前几乎所有的Ｓｐａｒ平台的主体都是在欧洲和亚洲建造的，然后用特种船舶运输到墨西哥湾进行组合和安装，运费昂贵，且不易于安装。

SPAR平台主体结构概要建造方案

SPAR平台主体结构概要建造方案1.引言SPAR平台是一种用于深海石油开采、生产、处理加工和储存的平台结构形式，由于该平台具有稳定性能好、运动特性优良、可以应用于深水作业、建造成本相对较低等特点，SPAR 平台已经成为最有发展潜力的平台形式之一，目前已经有十几座SPAR平台在墨西哥湾成功使用。

随着国家对南海深水海域油气资源开发力度的加大以及南海海洋环境和墨西哥湾相似等因素，SPAR平台有望成为南海深海作业平台的首选形式。

第一座SPAR平台产生于上世纪90年代中期，经过十几年的发展，目前已经发展到第三代产品。

SPAR 平台主要由平台上部模块、主体结构、立管系统以及系泊系统四部分组成。

本文以国家863计划海洋技术领域“新型深水Spar平台、TLP平台概念设计与关键技术”课题中的新型深水SPAR平台为典型产品，针对其特点，概略阐述其总体建造方法，主要包括以下几个方面：◆结构总体建造方法◆关键结构建造方法◆装配合拢流程◆拖移下水方法2.结构总体建造方法新型SPAR平台结构是在第三代Cell Spar的基础上发展而成的，它的结构形式复杂，形状特殊，尺度大，节点多且复杂，必须要借助于先进的结构总体建造技术，才能够解决建造中的许多难题。

该平台主体结构主要包括如下几部分：上部硬舱圆筒结构（1个中央圆筒和8个水线面以下的外围圆筒）、中部连接舱桁架结构、下部软舱结构。

该平台的主要特征：平台形式：TCell Spar3；平台主体构成：硬舱、连接舱和软舱；该平台主要尺寸及物量：中央圆柱直径：16m；中央井尺寸：8*8m；环绕圆柱直径和数量：10m*8；硬舱高度：80m；连接舱高度：80.44m；软舱尺寸：37.8*37.8*13m；垂荡板尺寸：37.8*37.8；作业水深：1500m；预估重量：18150吨。

2.1总体建造方法概述根据该平台的结构特点，如果按照常规的坞内建造或船台建造的方法，不仅对建造资源的依存度很大，而且漂浮或下水非常困难，考虑到国内船厂的现有资源，我们认为该平台应当采用卧式合拢，拖移下水的平地建造法。

Spar平台垂荡板设计中的关键问题

Spar平台垂荡板设计中的关键问题
高鹏;柳存根
【期刊名称】《中国海洋平台》
【年(卷),期】2007(022)002
【摘要】Spar平台是一种适宜于深海石油的开采、生产、处理加工和储存的平台结构形式.垂荡板是影响Truss Spar和Cell Spar垂荡性能的关键构件.垂荡板的性能及设计已是国际Spar工程和研究的热点之一.介绍了影响Spar平台垂荡板性能的主要因素,以及典型的垂荡板结构和主要载荷.
【总页数】5页(P9-13)
【作者】高鹏;柳存根
【作者单位】上海交通大学,上海,200030;上海交通大学,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】P752
【相关文献】
1.S-spar平台垂荡板数目确定及立管系泊系统耦合分析 [J], 孙洁莹;张淑华;陈辉;封磊
2.垂荡板对浮式风力机Spar平台的动态响应的影响 [J], 周红杰;李春;丁勤卫;郝文星;叶舟
3.垂荡板对Truss Spar平台垂荡性能的影响分析 [J], 王言哲;徐兴平;刘广斗;张辛;王龙庭;钱文聪;汪海
4.垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析 [J], 孙伟
5.三维复杂结构Spar平台垂荡板垂荡水动力性能研究 [J], 黄苗苗;吴乘胜;吴维武;匡晓峰;缪泉明
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spar平台的发展现状及未来发展趋势

SPAR平台的发展现状及未来发展趋势一：前言在过去的二十年中，人们对石油的需求量急剧增长。

随着陆上石油资源日趋枯竭,海洋石油成为人类重要的能源来源之一,已探明的海洋石油储量80 %上在水深500m 以内,除了少数海域外,大部分地区的近海油气资源已日趋减少,向深海开发油气已成必然趋势,深海平台技术也成为国际海洋工程界的一个热点。

许多新型适应深海海洋环境的平台结构不断涌现,如顺应式平台、张力腿平台、浮式生产储油装置、SPAR 平台等。

与其它平台技术相比，SPAR平台具有以下特点：1.可以应用于深达3000m水深处的石油生产。

2.具有较大的有效载荷。

3.由于其浮心高于重心，因此能保证无条件稳定。

4.可以低成本储藏石油。

5.壳体可以是钢结构或水泥结构。

6.系泊系统的建造，操纵和定位较为容易。

正因为SPAR平台具有上述特点，它能很好地满足深度为500m至3000m水域中的石油生产及储藏，已经逐渐变为最具吸引力和最有发展潜力的平台形式之一。

二：SPAR平台的发展现状SPAR平台应用于海洋开发已经超过30年的历史，但在1987年以前，SPAR平台主要是作为辅助系统而不是直接的生产系统。

到目前为止SPAR平台已经发展到第三代..1.传统SPAR平台(Classic Spar)30年前就在海洋工程中得到应用的SPAR平台那时只是一种储油和卸油的浮筒。

l987年,Edward E. Horton在柱形浮标和张力腿平台概念的基础上提出一种用于深水的生产平台,即单柱平台。

这种设想于1996年被应用于墨西哥。

传统SPAR平台的主体是一个大直径、大吃水的具有规则外形的浮式柱状结构。

其中水线以下部分为密封空心体，用以提供浮力,称为浮力舱,舱底部一般装压载水或用以储油（柱内可储油也成为Spar平台的显著优点),中部由锚链呈悬链线状锚泊于海底。

世界上第一座传统型SPAR平台是于1996年建成的Neptune平台。

2.桁架式SPAR平台(Truss SPAR)第二代的桁架式SPAR平台的概念是Deep Oil Technology (DOT)公司和Spar International公司从1996年起经过大量的工作,历时5年后提出的,并于2000年2月份第一次应用于Nansen/Boomvang油田。

TrussSpar平台滑移装船研究

流量可以达到６５ｍ／。７０ｈ２１装船场地．我国现阶段还没有专用Ｔｕｓｐｒ台建造场地，选择现有海洋工程建造场地进行Ｓａ平台建ｒｓａ平Ｓ若ｐｒ
造与装船，需要考虑以下因素：陆地滑道强度，码头前岸壁强度以及陆地滑道前端码头高度、水深、水域宽阔程度等。装船过程中船底与海底泥面保持至少０５的间距；由于ＴｕｓＳａ平台重量达到．ｍｒｓｐｒ
Ｓａ平台当前应用较为广泛。ＴｕｓＳａ平台多采用半潜船将其从建造场地干拖运输至安装地；利用ｐｒｒｓｐｒ
大功率液压设备通过滑道将Ｔｕｓｐｒ台主体部分拖拉上船，是目前国际上通常采用的滑移装船方ｒｓＳａ平
制，国外工程常常将Ｓａ平台偏船舯一侧布置，平台部分悬出船尾。ｐｒ
实际工程中，选择将硬舱还是软舱布置于甲板首部，主要是考虑浮卸作业、Ｓａ装船压载作业以ｐｒ
收稿日期：２１－４１：修改稿收稿日期：２ｌ—７１０ｌ０ —５０ｌ．２Ｏ
５２卷
增刊ｌ
徐
慧，：ｒｓｐｒ台滑移装船研究等Ｔｕｓａ平Ｓ
２７０
均适于纵向滑移装船，本文以一万吨级Ｔｕｓｐｒ台为实例，进行硬舱在前的纵向滑移装船的关键ｒｓａ平Ｓ技术研究；装船场地为青岛某海洋工程建造场地。
Ｔｕｓｐｒ台滑移装船研究ｒｓＳａ平

深水Truss Spar水动力计算方法研究

１．２附加质量
其特征尺寸远小于波长，波浪绕射和辐射效应被忽略。对于这类结构来说，粘性就显得非常重要。Ｍｏｒｉｓｏｎ方程本来是用于计算固定圆柱体的波浪
力，因此当波浪作用在浮式平台上时，则需要用到修改的Ｍｏｒｉｓｏｎ方程：
在浮式平台主体结构中，特征尺寸较大的部分，其水动力分析采用绕射和辐射理论。特征尺
寸较大的部分例如ＴｒｕｓｓＳｐａｒ平台的桁架单元，
式中：胛、 “ ： —— 垂荡板的特征长度和竖向相对
Ｍｏｒｉｓｏｎ公式１如下。
的运动性能进行评估，为平台前期设计提供参考。
１小构件和板的波浪力
１．１ｏｒｉｓｏｎ公式
ＦＨｐ＝ｃ。ｐ三五：＋＿三＿Ｌｃｄ
速度。
ＪＪ（２）
行波浪载荷及运动响应计算。波浪载荷计算中ＴｒｕｓｓＳｐａｒ主体和软舱采用３Ｄ势流理论计算，而垂荡板、桁架和立管系统采用线性化的Ｍｏｒｉｓｏｎ公式计算，同时求解中考虑系泊系统的影响。计算结果表明，Ｓｐａｒ平台波
第４２卷
第１期
船海工程
ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．１
２０１３年Ｏ２月

深水桁架式Spar平台总体结构强度评估

（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤｌａｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｌｉａａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｅｐｗａｔｅｒ
ＧｌｏｂａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｅｅｐｗａｔｅｒＴｒｕｓｓＳｐａｒｐｌａｔｆｏｒｍ
ＬＩＡＯＪｉｎｇｓｈｅｎｇ，ＺＨＯＵＤａｏｃｈｅｎｇ，ＯＵＪｉｎｐｉｎｇ
结构强度校核的分析流程；然后建立了考虑系泊、立管系统的Ｓｐａｒ平台耦合运动模型，并进行了平台水动力分析，确定了平台最不利荷载工况；最后基于准静态分析方法和局部精细化有限元模型，对最不利荷载工况下平台结构进行了强度分析，并根据规范对平台主体结构进行了强度校核。结果表明：平台关键连接部位应力水平很高，应力比都超过了０．９，
评估结果可为类似平台结构的分析和强度设计提供参考。
关键词：桁架式Ｓｐａｒ平台；控制荷载；耦合模型；水动力分析；精细有限元模型；强度校核
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ — ７０４３．２０１４４００２９

SPAR研究现状及发展展望

SPAR研究现状及开展展望随着陆上石油资源日趋枯竭,海洋石油成为人类重要的能源来源之一,已探明的海洋石油储量80 %上在水深500m 以内,除了少数海域外,大局部地区的近海油气资源已日趋减少,向深海开发油气已成必然趋势,深海平台技术也成为国际海洋工程界的一个热点。

许多新型适应深海海洋环境的平台结构不断涌现,如顺应式平台、张力腿平台、浮式生产储油装置、Spar 平台等。

Spar 平台由于其灵活性好、建造本钱相对较低、运动性能优良,在各种深海采油平台中脱颖而出。

南海海域是世界四大油气聚集地之一,石油可采量约为100 亿t ,占我国油气资源总量的1/ 3 ,而其中70 %蕴藏于深水。

我国海洋石油目前的开发水深仅仅在200m 水深范围,深海平台技术与先进国家存在较大差距。

目前我国正积极致力于适宜南海环境的深海采油平台结构的研究,由于南海环境与墨西哥环境的相似,以及Spar 平台在墨西哥湾的成功应用,Spar 平台成为南海深海采油平台首选形式之一。

1 Spar平台简介1.1 Spar 平台开展回忆当前世界上在役和在建的Spar平台可分为三代，按其开展的时间顺序排列分别是：Classic Spar、Truss Spar和Cell Spar。

Spar 平台在1987 年之前被作为浮标、海洋科研站、海上通信中转站、海上装卸和仓储中心等辅助系统使用。

1987 年Edward E. Horton 设计了一种特别适合深水作业环境Spar 平台,被公认为现代Spar 生产平台的鼻祖。

1996 年,Kerr O McGee 公司的Neptune Classic Spar〔经典式〕建成并投产,完成了Spar 从设计构思向实际生产的转变。

随后在1998 年和1999 年Genesis Classic Spar 和Hoover Classic Spar 相继建成投产。

2001 年,Classic Spar Deep Oil Technology (DOT) 公司和Spar International 经过大量研究工作,提出桁架式Spar ——Truss Spar〔构架式〕的概念,并应用于Nansen/Boomvang 油田。

SPAR平台立管系统设计分析

SPAR平台立管系统设计分析SPAR平台是现代海洋工程中常用的一种油气生产平台类型，具有结构简单、施工方便、维护便捷等特点。

SPAR平台采用立管系统进行油气生产，立管系统设计合理与否对平台的运行稳定性和生产效率有着重要影响。

下面将对SPAR平台立管系统的设计进行分析。

SPAR平台立管系统主要包括上行管、下行管、补给管、处理管等若干部分，其中上行管是从井口向生产平台传输原油和天然气的管道，下行管是从处理装置向水下井口传输能源的管道，补给管主要用于向SPAR平台提供水、电等资源，处理管用于对原油和天然气进行处理。

在设计SPAR平台立管系统时，需要考虑以下几个方面。

首先，立管系统的布局应合理。

SPAR平台一般采用单立管或双立管系统，单立管系统适用于水深较浅的情况，双立管系统适用于水深较深的情况。

在选择立管系统布局时，需要考虑到海洋环境、生产工艺、维护保养等因素，保证生产平台的安全和高效运行。

其次，立管系统的材料和工艺应具备耐腐蚀、高强度等特点。

SPAR 平台位于海洋环境中，受到海水、海风、海浪等多种环境因素的影响，因此立管系统的材料必须具备良好的耐腐蚀性能，能够长期在恶劣环境条件下保持稳定运行。

此外，立管系统的工艺应当具备高强度、耐压等特点，以确保管道在运行过程中不发生泄漏或断裂等情况。

再次，立管系统的尺寸和布设应根据实际情况进行合理设计。

立管系统的尺寸应能够满足油气生产的需求，同时保证垂直交错布设，减少系统的阻力损失，提高油气的产量和生产效率。

此外，立管系统的布设应符合安全规范，避免管线之间的相互干扰，确保生产平台的安全运行。

最后，立管系统的监测和维护应及时有效。

SPAR平台立管系统在运行过程中可能会受到海洋环境、腐蚀、水合物等因素的影响，因此需要进行定期检查和维护，及时发现和解决问题，确保立管系统的稳定运行。

此外，还需要配备相应的监测设备，对立管系统进行实时监测，及时应对突发情况，保证生产平台的安全性和可靠性。

Spar平台结构型式及总体性能分析

维普资讯
２００８年第３７卷第５期第３２页
石油矿场机械
ＯＩＦＥＥＬＩＬＤＱＵＩＥＰＭＮＴ２０３（）３～３０８，７５：２５
文章编号：１０ — ４２２０）５０３ — ４Ｏ１３８（０８０ —０２０
海上油气田的开发已经有近半个多世纪的历史，中国，在大规模的海上油田的开发也有二十多年
台（Ｐ具有更好的运动性能、够适应更深的海ＴＬ）能
域、位和操作都相对容易、活性和经济性更好等定灵特点，被认为是最具吸引力和发展潜力的新一代பைடு நூலகம்深
ｄｅｗａｅｉｇｓｄｖｌｐｎ，ｉａｕｓａｄｎｅｐｔｒｐａｆｒｅｐｔｒｏｌ＆ａｅｅｏｍｅｔｓｎｏｔｔｎｉｇｄｅｗａｅｌｔｏｍ．Ａｅｉｗｎｄｖｌｐｒｖｅｏｅｅｏ —
ｍｅｆＳｐｒｐａｆｒｉｖｎ，ｔａｙｔｍｖｒｌｓｒｔｒｎｈｒｃｅｓｉｔｏｃｄｉｎｔｏａｌｔｏｍｓｇｉｅｈｅＳｐｒｓｓｅｏｅａｌｔｕｃｕｅａｄｃａａｔｒｉｎｒｄｕｅｎｄｔｉｓａｃｒｎｇｔａｓｃＳｐｒｅａｌｃｏｄｉｏＣｌｓｉａ，ＴｒｓａｕｓＳｐｒＣｅｌＳｒｐａｆｒ，ａｍｐｒｓｎｗｉｈＳｐｒｌｐａｌｔｏｍｎｄＣｏａｉｏｔａ

Truss spar平台多点系泊力学分析

Truss spar平台多点系泊力学分析
徐兴平;王言哲;汪海
【期刊名称】《中国石油大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2018(42)5
【摘要】将truss spar平台主体和系泊系统看作耦合系统,采用ANSYS/AQWA 在时域对truss spar及其系泊系统进行耦合动力响应分析,在8点和12点系泊情况下获得4种不同工况下平台主体的垂荡和纵荡响应和系泊缆的张力响应。

结果表明:当系泊系统处于破损状态时,平台的纵荡要远大于系泊系统处于完整状态时的水平位移;极限工况下,平台的运动和张力响应要比作业工况下的响应更大;相对于8点系泊系统,12点系泊系统的运动和张力响应更小。

【总页数】7页(P174-180)
【关键词】spar平台;多点系泊;运动响应;张力响应
【作者】徐兴平;王言哲;汪海
【作者单位】中国石油大学(华东)机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE952
【相关文献】
1.考虑非线性系泊力Truss Spar平台耦合运动分析 [J], 张良;李红霞;毋晓妮
2.垂荡板对Truss Spar平台垂荡性能的影响分析 [J], 王言哲;徐兴平;刘广斗;张辛;王龙庭;钱文聪;汪海
3.垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析 [J], 孙伟
4.Truss Spar平台在船舶碰撞下的数值模拟分析 [J], 汪宏;明杉杉;杨浩;冯森;徐同达;夏兰强
5.均匀流中深水系泊Truss Spar平台涡激运动试验研究 [J], 张蕙;杨建民;肖龙飞;杨立军
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TrussSpar平台结构强度与疲劳分析的关键技术

图2 T russ Spar 平台结构和水动力模型
[ 3]
T russ Spar 平台所承受的载荷在每一个时间步上都处于动力平衡。用时域法来模拟的目的是避免忽略波浪低频部分, 载荷的时间历程纪录将用来直接产生用于设计的弯矩、剪力包络线以及确定瞬态载荷情况。如图 3 所示, 环境中风浪的载荷方向性很强, 但由锚链、立管以及风区引起的结构响应对方向敏感性却相对较弱 , 因此应全方位 360 模拟载荷情况。在实际分析计算中, 首先需搜寻载荷响应最大的方向 , 一旦这个方向确定, 将集中在这个方向上进行载荷预报。文献 [ 4] 中模拟了三个小时的随机海况, 其中关键的一步是产生整体设计载荷曲线 ( 弯矩和剪力包络线) , 这两条曲线通过对平台底部到指定高度范围内所有载荷的叠加得到 , 线上每一点均代表平台上某高度处最大的弯矩和剪力值。然而 , 由于平台 6 个方向自由度和环境载荷的随机性, 每一次载荷的预报所产生的载荷极值都不相同。因此 , 尽管能够直接从载荷曲线上读出最大峰值, 却不能保证其数值的准确性。一种解决的方法就是通过多次模拟 , 取平均值; 另一种方法则采用 Weibull 分布假定进行估算。文献 [ 4] 做了 10 次模拟, 得到 10 组载荷曲线 , 通过平均最大值的方法得到接近实际的载荷曲线。同时利用双参数 W eibull 分布概率密度函数, 计算 , 值来确定最大值。图 4 给出了当 = 1. 414, 分别为 2. 0、 2. 426、 3. 0 时采用 Weibull 分布的结果与平均最大值的比较。从图 4 可看到, 进行一次载荷预报得到一组载荷曲线后 , 通过两参数 Weibull 概率密度函数来计算载荷最大值能够得到一个比较准确的结果, 同时大大缩减多次载荷预报所消耗的时间和工作量。当最大载荷曲线确定后 , 便可以根据最大弯矩值和最大剪力值确定瞬态情况, 然后将该瞬态情况下的水动力模型压力值导入到结构分析模型中 , 进行强度校核分析。为全面评估结构可靠性, 瞬态情况还可以考虑最大垂向压力、最大垂荡板压力、最大波高、最大垂荡位移以及最大横摇角等情况。在校核桁架关键连接部位 ( 桁架和硬舱、软舱连接处) 强度时 , 可单独建立一个细化模型 , 从连接处细化单元逐渐过渡到桁架和舱体的粗网格单元 , 将最危险载荷工况下的桁架和壳体变形情况作为其边界条件。另外 , 也可将该细化模型作为整体结构的子模型。

Spar型浮式风机平台设计与水动力响应分析

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

SPAR平台发展与趋势

国外SPAR平台发展现状与趋势研究综述摘要：近些年来，国外海洋油气资源开发的步伐已经逐步迈向深水，很多新型海洋平台被不断开发出来并投入深水钻井和采油作业，立柱式生产平台（SPAR）就是近年发展起来的应用于深水的浮式平台之一，国内对SPAR平台设计和关键技术的研究还处于起步阶段。

本文对国外现有17座SPAR平台的发展现状进行综述，对SPAR平台的发展、整体组成和主要特点进行了研究，介绍了SPAR平台的作业海域、作业水深、平台尺度等关键技术参数，对平台上部组块的功能和配置进行了对比分析。

通过分析明确了当前国外SPAR平台的发展现状与趋势，以期能够对国内相关项目的开展起到借鉴和指导作用。

关键词：立柱式生产平台；深水；上部组块；关键技术参数一、概述随着人类开发海洋的步伐逐渐迈向深海海域，很多新型的海洋平台被不断开发出来并投入深水钻井和采油作业，SPAR平台就是近年发展起来的应用于深海的浮式平台之一。

自20世纪90年代以来，SPAR平台被应用于人类开发深海油气资源作业中，担负了钻探、生产、海上原油处理、石油储藏和装卸等各种工作，被很多石油公司视为下一代深水平台的发展方向之一。

目前世界上常用的深水生产装备有FPSO、半潜式生产平台、SPAR、TLP等。

SPAR平台相较于其它深水浮式生产平台，具有稳性好，运动性能更优的特点。

SPAR是一种深吃水平台，因其重心位于浮心下方而具有恒稳性，恶劣海洋环境条件下安全性具有无可比拟的优势。

由于吃水深、水线面积小，SPAR 平台的垂荡运动比半潜式平台小，与张力腿平台相当，在系泊系统和主体浮力控制下，具有良好的运动特性，特别是垂荡运动和漂移小，适合于深水锚泊定位，对系泊系统和立管的相关技术要求相对较低，工程成本具有明显优势。

特别因其优秀的运动性能，使SPAR成为目前主要的适用深水干式井口作业的浮式平台，可大大降低运营周期内的维护费用，深受业主青睐，具有非常好的市场应用前景。

目前世界上建成的SPAR平台有三种类型，按出现的时间顺序分别是：传统型（Classic SPAR）、桁架型（Truss SPAR）、蜂巢型（Cell SPAR），如图1所示。

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