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立柱式平台在不规则波浪作用下的动力响应研究开题报告

 2021-02-22 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

近 10 年来 , 国外的海洋油气资源开发活动已从 300 m 水深的浅海扩展到了 3 000 m 的深水海域。 在不断发展的过程中, 海洋平台经历了由固定式结构(导管架平台)、顺应式结构(顺应塔平台和张力腿平台)到浮式结构(半潜式平台、spar 平台和 fpso)的演变。 在深水的浮式平台结构中 , spar 平台是 1 种新型的浮式平台结构 , 尽管其雏形可以追述到 1970 年代的海洋观测站、通讯中继站、油品转运站和军事用途的 spar 平台, 但其发展还是近 10 年来以深水油气资源开发为标志的。spar 平台的适用水深为 600 ~ 3 000 m , 直径为 30~ 40 m , 吃水为 200 m 左右 。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, 具有良好的动力稳定性。 因此 , 可以采用干采油树和刚性立管。 同时, 较大的储油能力又使得 spar 平台可与 fpso 媲美。spar 平台的另一个特点是经济性好, 其投资成本远远低于张力腿平台。

spar 平台发展 :

1996 年 oryx 能源公司在墨西哥湾水深 590 m 的viosco knoll 826 区块安装了第一座 spar 油气开发平台 neptune, 标志着第一代classic spar 平台的诞生。neptune 壳体呈圆柱形, 长 215 m 、直径23 m 、重12 895 t , 设计吃水 198 m , 由 6 条系泊索动态定位。

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2. 研究的基本内容与方案

主要研究内容:包括文献调查研究立柱式平台的动力特性和关键技术、立柱式海洋平台的水动力频域分析、立柱式平台的时域分析、悬链式系泊系统系缆力计算方法、系泊系统设计与分析、平台在系泊系统和不规则波浪载荷共同作用下的运动响应计算和分析展开立柱式平台在不规则波浪载荷作用下动力响应的研究,并研究立柱式平台悬链式系泊系统的参数对系泊性能的影响。

目标:以悬链式系泊系统和立柱式平台为研究对象,展开立柱式平台在不规则波浪载荷作用下动力响应的研究,并研究立柱式平台悬链式系泊系统的参数对系泊性能的影响,从而对其系泊系统进行优化设计。全面认识和深入研究立柱式平台的水动力等技术性能,形成相关的立柱式平台性能的预报技术和实验技术手段,促进包括立柱式平台在内的新型深海平台的自主研制与应用均具有十分重要的意义。

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3. 研究计划与安排

任务编号

任务内容

时间节点

1

文献调查

第1-3周

2

立柱式平台频域水动力分析

第4-5周

3

不规则波浪作用下立柱式平台时域运动模型的建立

第6-7周

4

悬链线系泊系统系泊力计算模型的建立

第8-9周

5

不规则波浪下悬链线系泊的立柱式平台动力模型的建立

第10周

6

悬链线系泊系统参数分析与设计

第11-12周

7

完成毕业设计论文

第13-14周

4. 参考文献(12篇以上)

[1] ji et al. (2011). study on a new mooring system integrating catenary with taut mooring. china ocean eng., 25 (3), pp. 427-440.

[2] agarwal and jain (2003). dynamic behavior of offshore spar platforms under regular sea waves. ocean engineering, 30, pp. 487-516.

[3] montasir et al. (2015). effect of mooring line configurations on the dynamic responses of truss spar platforms. ocean engineering 96, pp. 161-172.

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