基于MOSES的张力腿平台干拖运输过程稳性分析
张力腿安装及在位状态受力分析与强度评估
张力腿安装及在位状态受力分析与强度评估王世圣;谢彬【摘要】张力腿用于系泊TLP平台,为TLP系统的重要组成部分。
设计要求必须进行安装和在位分析,以保证平台的安全性。
张力腿在安装下主要承受波浪和流载荷作用,而在位状态还要受到平台偏移的影响。
为准确计算张力腿内力,建立了张力腿安装和在位状态下的有限元模型,采用时域分析的方法进行分析。
根据张力腿的实际结构,考虑了多种载荷,包括风、流、波浪、静水力和重力的影响。
对张力腿内力进行了数值计算。
计算结果给出了张力腿在不同状态下的最大内力,并依据规范对张力腿的总体强度进行评估。
【期刊名称】《海洋工程装备与技术》【年(卷),期】2018(005)005【总页数】6页(P327-332)【关键词】平台;张力腿;外载荷;内力分析;强度评估【作者】王世圣;谢彬【作者单位】[1]中海油研究总院有限公司,北京100028;[1]中海油研究总院有限公司,北京100028;【正文语种】中文【中图分类】U656.60 引言TLP是一种典型深水浮式平台，因采用一组张紧钢管系泊，所以又称为张力腿平台。
无论在安装还是在位状态下，张力腿必须始终保持受拉状态，张力腿预张力在安装时依靠浮筒产生浮力张紧，在位状态下由平台浮体的剩余浮力提供。
张力腿在安装和在位状态下，由于风、浪、流环境载荷的作用，将产生大幅度的偏移，作用在张力腿上的张力随平台偏移而增大，同时产生截面弯矩。
在TLP系统中张力腿是平台的重要组成部分，设计要求其必须满足规范要求，以保证平台在安装和在位状态下的安全性。
以南海油气田为目标完成了TLP设计。
为验证TLP张力腿的设计是否满足要求，本文采用有限元法，分析了安装和在位状态下的偏移和所承受的张力和弯矩，对影响张力腿张力的因素进行了讨论，最终依据规范API RP 2T[1]对张力腿的强度进行了评估。
1 张力腿的安装分析TLP系统主要由浮体、张力腿和立管构成。
TLP的安装过程分为两个阶段，首先是张力腿预安装，通过安装船按设计长度将张力腿安装在海底地基上，张力腿底部依靠专用连接接头与基座连接，张力腿自由站立状态靠顶部安装浮力筒提供预张力，为防止张力腿相互干涉，一般用钢缆连在一起。
Spar平台及其总体设计中的考虑
文章编号:1001-4500(2007)02-0001-04Spar平台及其总体设计中的考虑石红珊,柳存根(上海交通大学,上海200030)摘 要:回顾了spar平台的发展,对其今后趋势进行展望,并与张力腿平台进行比较,最后提出Spar平台总体设计阶段的几点考虑。
关键词:Spar平台;张力腿平台;总体设计中图分类号:P752 文献标识码:A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%以上在水深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。
Spar平台由于其灵活性好、建造成本相对较低、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平台的发展回顾及展望1.1 Spar平台发展回顾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Edw ard E.H o rton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,Ker r M cGee公司的Neptune Classic Spar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H oo ver Classic Spar相继建成投产。
张力腿平台湿拖稳性校核及方案调整分析
张力腿 平 台是 一 种 典 型 的深 水 浮式 平 台 ， 称 简 ＴＬ （ ｅ ｓ ｎＬ ｇＰ ａｆｒ ， Ｐ Ｔ ｎ ｉ ｅ ｌｔ ｍ） 由于其 升沉运 动 非 常 ｏ ｏ
小 ， 台稳 定性 好 ， 平 可采用 干式采 油树 ， 制造 、 安装 和
采 用何 种方式 拖航 ， 在就 位 安 装 过程 中都 要 经历 湿
ｏ ． ｅｔ ｄ ｓｉｇ ｐ ｏ ｔ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ， ｕ ｈ ａ ｏ ｒｔ ｅｃ ｎ ｅ ｆｇ ａ ｉ ｆＴＬ ｎ ｎ ｎ Ｔｈ ｗｏａ ｊ ｔｎ ｒ ｊｃｓｗｅ ｅｐ ｏ ｏ ｅ ｓ ｃ ｓｌｗｅ ｈ ｅ ｔｒｏ ｒ ｖｔ ｏ Ｐ ａ ｄ ｉ— ｕ ｅ ｙ
２１ ０ １年 第 ４ ｏ卷 第 １ 期 第 １ 页 １ １
石 油 矿 场 机 械
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Hale Waihona Puke ２ １ ， ０ １ ） ｌ ～ １ ０ １４ （１ ：１ ５
文 章 编 号 ：Ｏ １ ３ ８ （ Ｏ １ １ ０ ｌ０ １０ ４ ２ ２ １ ） ｌ０ １ 一５
关 键 词 ： 力 腿 平 台 ； 整 稳 性 ； 舱 稳 性 ； 案 调 整 ； 拖 张 完 破 方 湿
中 图分类 号 ： ９ ２ ＴＥ ５
文献标 识码 ： Ａ
Ｓ ａ ｉｉｙ Ｃｈ ｃ ｆＷ ｅ ｗｉ ｆＴｅ ｓｏ ｇ Ｐｌ ｔｏ ｍ ｎｄ ｔ ｂ ｌｔ ｅ ｋ ｏ ｔＴｏ ｎｇ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｌｅ ａ ｆ ｒ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｔ ｂｌ ｙ ｏ ｔｔ ｗｉ ｇ ｒ ｌｔ ｄ ｔ ｈ ａ ｅｙ ｏ ｐ ｒ ｔｏ ｓａ ｄ ｗａ ｎ ｆｔ ｅｍａｏ ｓｒ ｃ ： ｅｓａ ｉ ｔ ｆｗｅ ｏ ｎ ｅａｅ ｏ ｔ ｅｓ ｆｔ ｆｏ ｅ ａｉｎ ｎ ｓｏ ｅｏ ｈ ｊｒ ｉ
张力腿平台筋腱动力特性分析与校验
张力腿平台筋腱动力特性分析与校验冯丽梅;苏威;闫发锁【摘要】为提高张力腿平台和立管与筋腱之间的动态耦合计算结果的准确性,更好地模拟平台的筋腱系统,运用势流理论,依据南海油气田开发既有资料,使用SESAM 软件对一座传统型TLP平台张力筋腱进行分析.考虑筋腱和立管的实际工程设计,采用分段构建系泊系统的方法建立分析模型,并得到了频域下的附加质量系数和系统刚度矩阵.通过静水偏移模拟得到了平台系统水平及垂向刚度曲线和张力筋顶部张力,校验了系统质量和刚度的准确性.通过自由衰减模拟,验证平台固有周期,并采用规则波时域分析的方法求解了张力筋腱张力幅值响应算子(RAO).结果表明,分段建模能很好地模拟实际工程中的张力腿平台(TLP)平台刚度,系统水平刚度与垂向沉降校验和自由衰减模拟可以更好地保证计算模型的正确性.%In order to improve the dynamic coupling calculation result accuracy of tension leg platform(TLP), risers and tendons, and to better simulate the tendons system of platform, this paper analyzed a traditional TLP tendon by using the SESAM software based on the potential flow theory and the oil and gas field development data on the south China Sea.The analytical model was established by using the method of subsection mooring system while considering the actual engineering design of the riser and tendon, the added mass coefficient under the frequency domain and system stiffness were calculated, getting platform horizontal stiffness and set-down curve and tendon top-tension by static offset simulation.The accuracy of the system quality and rigidity was verified.Then decay tests were performed in static water to verify natural period of the platform, and the tendon tension's responseamplitude operator(RAO) was calculated though regular wave time-domain analysis method.The results show that subsection modeling can simulate tension leg platform stiffness very well in actual engineering, the free decay simulation and verification of horizontal and set-down stiffness can better ensure correctness of the calculation model.【期刊名称】《应用科技》【年(卷),期】2017(044)004【总页数】6页(P22-27)【关键词】张力腿平台;静水偏移;自由衰减;沉降;固有周期;筋腱张力;水平刚度;幅值响应算子【作者】冯丽梅;苏威;闫发锁【作者单位】中海石油深海开发有限公司,广东深圳 518000;哈尔滨工程大学船舶与海洋工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学船舶与海洋工程学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】P751张力腿平台(TLP)是一种典型的顺应式平台，通过数条张力筋腱与海底相连[1]。
15713610_张力腿平台湿拖稳性及拖航阻力分析
张力腿平台湿拖稳性及拖航阻力分析!杨!旭 陈国龙 范!模 谭!越!中海油研究总院"北京!!"""#$#摘要!张力腿平台是深海浮式平台的一种重要形式"在中国南海尚无应用$运用\Z E *E 软件分析了适用于中国南海的张力腿平台湿拖工况下的浮性和稳性"估算拖航阻力"并进行规范校核$研究结果可为张力腿平台设计提供参考$关键词!张力腿平台&稳性&拖航阻力中图分类号!6+1,W V $i !文献标志码!.文章编号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引!言张力腿平台!)&Y #是深海浮式平台的一种重要形式$它通过自身结构形式"产生远大于结构自重的浮力"浮力除抵消自重外"剩余的浮力与预张力平衡"使张力腿平台时刻处于受拉绷紧状态$张力腿平台具有运动性能好%可干式采油的优点)!*$目前"国内尚无张力腿平台应用案例"对其研究也较少"但随着我国海洋油气开发逐步迈向深海"张力腿平台将拥有广阔的发展前景$张力腿平台的运输方式一般分为干拖和湿拖两种$干拖方案是将平台装载于运输船上"以拖船拖曳无动力驳船或自航运输船"运输到指定海域进行卸船安装$而湿拖则是将平台漂浮于海中"运用拖船进行拖曳运输到指定海域"再调节平台压载进行安装准备$运输方式的比选需要考虑运输船舶资源%动复员地点和价格%运输能力%装船及卸船方式%拖航稳性%拖航强度%拖航运动性能%运输疲劳损伤%运输窗口期等多种因素$本文以中国南海为目标海域"设计一座张力腿平台"并对其进行湿拖工况下的浮性%稳性及拖航阻力分析$通过计算分析"证实了该平台湿拖方案的可行性"可将湿拖方式作为该张力腿平台运输方案之一$@!张力腿平台模型!W !!张力腿平台主要参数@U @U @!张力腿平台主尺度以中国南海油田为目标区域"设计一座张力腿平台"平台形式为经典张力腿平台"设计工作水深,""N "设计工作排水量-"!V "H"其主要参数如表!所示$平台主体结构如图!所示$!!收稿日期 #"!10"V 0!-作者简介 杨旭!!/$1(#"男"博士"工程师"主要从事海洋工程结构物方面的研究$第,卷!第-期!#"!1年!"月海洋工程装备与技术Z >*.'*'(2'**[2'(*B 62Y \*').'])*>C'Z &Z (3^;D R ,"';R -Z 9H R "#"!1第,卷杨旭"等,张力腿平台湿拖稳性及拖航阻力分析+V "!!+!表@!B !7主要参数B ':-%@!J P --/(61)6/'-/'('0%2%(&.32*%B !7参!!数取!!值参!!数取!!值湿拖排水量'H V ",-$浮箱高'N $W -工作排水量'H -"!V "浮箱宽'N$W -立柱直径'N !/W -立柱中心间距'N -/湿拖吃水'N !-立柱高'N-+W -工作吃水'NV!图!!)&Y 主体结构图%8<W !!E H G ?9H ?G A I 84<G 4N;O H :A)&Y:?D D @U @U A !环境条件假设张力腿平台的建造场地为山东某地"湿拖工况需考虑平台从山东场地至南海海域的环境条件"湿拖工况选择十年一遇的极限环境条件"如表#所示$表A !相关海域环境条件B ':-%A !T 1,6(.10%12'-).1>626.1&环境参数青岛场地南海海域波浪谱d ;5@Q 4F d ;5@Q 4F (4N N 4值!W "!W "浪向全浪向全浪向有义波高'N -W 1#+W -"谱峰周期'@/W ++!#W V 风谱'Y ]'Y ]!:风速'!N +@`!#!1W +!/W V风向全风向全风向!!此外"还需考虑拖航过程中的水深影响"其中拖航需要经过台湾海峡"水深较浅"拖航工况下吃水不宜过大$@U @U E !受风面积平台有效受风面积是根据国际海事组织!2\Z #稳性规范)#*"对平台水线以上的模块进行分类"再乘以高度系数!:和形状系数!@"最终得到)&Y 平台有效受风面积$@U @U S !舱室分布)&Y 平台需要进行分舱压载调节"舱室分布设计如图#所示$在拖航状态下"吃水较浅"仅应用最下层压载舱进行压载分配$+V "#!+海洋工程装备与技术第,卷@U @U W !进水点稳性分析中"还需考虑平台的进水点"根据张力腿平台结构设计了平台进水点"位于立柱内侧甲板下方"如图V 所示$图#!舱室分布示意图%8<W #!E 9:A N 4H 89I 84<G 4N;O 9;N F 4G H N A 5H 4G G 45<A N A 5H 图V !进水点位置示意图%8<W V !&;94H 8;5;O I ;Q 5O D ;;I 85<F;85H @A !张力腿平台拖航稳性分析#W !!张力腿平台拖航稳性校核标准在湿拖过程中的稳性校核主要参考2\Z和美国船级社!.c E#规范)#(,*"将稳性工况分成破舱和完整稳性两种情况"规范要求如表V 所示$表E !稳性规范要求B ':-%E !52':6-62<)*%)D (%OP 6(%0%12工况稳性校核标准2\Z.c E最终设计标准完整稳性!1"K 5风速#稳心高("稳心高("稳心高(!W "N 面积比(!W V 面积比(!W V 面积比(!W V 复原力矩为正从"到第二交点复原力矩为正从"到第二交点复原力矩为正从"到第二交点碰撞破舱稳性!-"K 5风速#(\)"(\&("(\)"(\&("(\)"(\&(!W "N 平衡倾角#!1a 平衡倾角#!1a进水角("a 进水角("a进水角("a 水密线高度大于吃水以上,N 水密线高度大于吃水以上,N 水密线高度大于吃水以上,N水密进水角%第一交点差)1a 第二交点与第一交点差)1a面积比)#W "面积比)#W "面积比)#W "第,卷杨旭"等,张力腿平台湿拖稳性及拖航阻力分析+V "V !+!!续表#工况稳性校核标准2\Z.c E最终设计标准进水破舱稳性!"风速#(\)"(\&("(\)"(\&("(\)"(\&(!W "N平衡倾角##-a平衡倾角##-a进水角("a进水角("a进水角("a正稳性范围在平衡角1a以上水密进水角%第一交点差)1a第二交点与第一交点差)1a正稳性范围在平衡角1a以上!!注,(\)和(\&分别为横稳心高和纵稳心高$!!除上述要求外"规范还对需要进行破舱稳性分析的舱室做了详细描述$#W #!张力腿平台模型建立本文通过\Z E *E 软件进行浮态计算%压载计算及稳性计算$首先运用\Z E *E 软件根据上文所述平台结构建立平台模型和舱室内部模型"如图,所示$在湿拖工况下"吃水较浅"主要应用最下层压载舱进行压载分配$图,!)&Y 平台\Z E *E 模型%8<W ,!\Z E *EN ;I A D ;O)&Y #W V !浮态计算根据湿拖工况下的吃水对平台进行压载分析"得到重量分布"如表,所示$#W ,!稳性校核根据规范校核了拖航状态下完整工况%单舱室破舱%双舱室破舱三种情况下的稳性"同时考虑了风向从"a 到!$"a 每隔!-a的变化$得到完整工况下的稳性结果如表-所示"碰撞破舱稳性如表+所示"进水破舱稳性如表1所示$经过分析"全部拖航稳性结果均符合规范要求$完整状态下稳心高V W ,$N $表S !B !7湿拖工况重量分布B ':-%S !F %64*2).12(.-.32*%B !7.1=%2R 2.=).1>626.1分块重量'H重心高'N上部模块!"+$V 1"W -,船体液体#-!V 1W !,船体!-+,1#V W V +舱室名压载水重'HZ 'N K 'N N 'N 装载比'X'**!,-$W 1V -W ",#/W $##W --+"'*=!-"+W $#-W V -V V W !/#W $-+1'==!,!+W "`V -W ",#/W $V #W V ,--E ==!,!-W /`V -W ",`#/W $##W V ,--E =*!-"+W $`#-W V -`V V W !/#W $-+1E **!,-$W /V -W ",`#/W $V #W --+"总重量V "!$#W !""V /W ,"总浮力V "!$#W !""+W ##+V",!+海洋工程装备与技术第,卷表W!完整工况B!7稳性校核结果B':-%W!X12')2&2':6-62<)*%)D(%&P-2&.32*%B!7风向'!a#(\)'N(\&'N面积比2\Z规范.c E规范风向'!a#(\)'N(\&'N面积比2\Z规范.c E规范(!W"(!W"(!W V/"V W+V W,$!W/符合符合"V W+V W,$#W,符合符合!"-V W+V W,$!W-符合符合!-V W+V W,$#W"符合符合!#"V W+V W,$!W-符合符合V"V W+V W,$!W1#符合符合!V-V W+V W,$!W-符合符合,-V W+V W,$!W+符合符合!-"V W+V W,$!W1符合符合+"V W+V W,$!W-符合符合!+-V W+V W,$!W/符合符合1-V W+V W,$!W+符合符合!$"V W+V W,$#W,符合符合表Q!碰撞破舱稳性校核结果B':-%Q!C.--6&6.1>'0'4%&2':6-62<)*%)D(%&P-2&.32*%B!7破舱舱室风向'!a#稳心高'N横倾'!a#纵倾'!a#吃水'N面积比第一第二交角差'!a#进水角'!a#规范校核限制条件(!#!1#!1(#(1("E=0E=#",W V-+W-`+W!!-W!#!W$V"W1V,!W+符合E=0E=#V",W V-+W-`+W!!-W!!"W$,-W+-V W+符合E=0E=#,-,W V-+W-`+W!!-W!!#W#,+W V-V W V符合E=0E=#/",W V-+W-`+W!!-W!!1W1,-W$-#W,符合E=0'=#"V W!/,W#`+W"!-W!##W#V1W,,!W-符合E=0'=#V"V W!/,W#`+W"!-W!!"W/,+W#-V W-符合E=0'=#,-V W!/,W#`+W"!-W!!#W V,+W/-V W#符合E=0'=#/"V 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平台并非传统船型"若按照常规方法可能计算不准"为此"将受到流载荷作用的区域进行分块求解"再将每一部分进行相加"得到拖航阻力$根据相关公式"编写*U 9A D 表格"建立公式"通过输入指定参数即可求得平台的拖航阻力$V W #!拖航阻力试验为更准确地确定张力腿平台拖航阻力"在哈尔滨气动院进行了张力腿平台模型风洞试验"模型比例!o !-""采用风洞试验结果估算拖航状态下风载荷$此外"在上海交通大学水池进行了涡激运动!^2\#试验"试验结果显示^2\试验所得流载荷大于风洞试验估算流载荷$因此对于流载荷采用^2\试验所得结果$^2\试验比例为!o-"$通过风洞试验和^2\试验组合得到拖航阻力试验估算结果$V W V !拖航阻力结果通过规范估算拖航阻力和试验估算拖航阻力"得到不同航速和风向下两种方法得出的拖航阻力"如表$所示&其对比如图-所示$单从规范方法来看"绝大多数情况均为式!##结果较大"这说明对于张力腿平台"空气阻力占比较大$比较规范估算方法和试验估算方法可发现"在低航速下两者结果较为接近"但随着航速的提高"两者差距越来越大$分析差异原因可发现^2\试验流力是造成试验拖航阻力显著增加的原因$造成试验结果增长较快的原因可能是^2\流载荷过大"而原规范中多数以船型为基础设计"并没有考虑涡激运动载荷$因此"对于张力腿平台拖航阻力分析"涡激运动载荷是今后需重点考虑和关注的内容$还需在下一步工作中加入数值模拟对比"分析差异原因$表[!拖航阻力对比B ':-%[!F %22.=(%&6&2'1)%航速'K 5风向'!a #规范方法!拖航阻力'H 规范方法#拖航阻力'H 规范估算拖航阻力'H 风洞试验风力'H^2\试验流力'H 试验波浪慢漂力'H试验拖航阻力'HV "!"!##!##!-V !,!1-#+/V ,-$$#1!#1!-$!//1-V V #,"!$+#$"#$"-$#111-,!",,-!+!V #V V #V +,V -+1-,/--"V !,V +/V +/+V ,V #1--1"-,-#1!,"!,"!+/-1-1-1!/+"-"!,/$-"!+$+-#1-1/-+,-,V #-!,-!,1-$-+1-!""+S !结!语本文以一座适用于中国南海,""N 水深的张力腿平台为目标"采用十年一遇的拖航环境条件"运用\Z E *E 软件进行该平台拖航状态下浮态%压载及稳性分析"并进行了规范校核$结果表明该张力腿平台浮性%完整稳性及破舱稳性均满足相关规范"浮性及稳性满足湿拖要求$此外"运用拖航相关规+V"+!+海洋工程装备与技术第,卷图-!)&Y平台拖航阻力%8<W-!=A H0H;Q85<G A@8@H459A;O)&Y范估算拖航阻力"对比了风洞试验及^2\涡激运动试验组合得到的拖航阻力试验结果"结果表明^2\试验流载荷在张力腿平台拖航阻力中占比较大"而原有规范基于船型得到的估算公式可能对这一部分阻力考虑较少$下一步需进行数值模拟研究并与试验进行对比"确定^2\涡激运动载荷对张力腿平台湿拖阻力的影响$参考文献)!*董艳秋"胡志敏"马驰R深水张力腿平台的结构形式)d*R中国海洋平台"#""""!-!-#,!R];5<3450M8?"C?f:80N85"\4>:8R):A@H G?9H?G A H L F A@;OI A A F Q4H A G)&Y)d*R>:854Z O O@:;G AY D4H O;G N"#""""!-!-#,!R)#*25H A G54H8;54D\4G8H8N A Z G<458S4H8;5R25H A G54H8;54D9;I A;5 85H49H@H4P8D8H L)E*R#""$R)V*25H A G54H8;54D\4G8H8N AZ G<458S4H8;5R>;I A O;G H:A9;5@H G?9H8;5 45IA M?8F N A5H;ON;P8D A;O O@:;G A I G8D D85<?58H@)E*R#""!R ),*.N A G8945c?G A4?;OE:8F F85<R[?D A@O;GP?8D I85<45I9D4@@85< N;P8D A;O O@:;G A I G8D D85<?58H@)E*R#"!-R)-*中国船级社R海上拖航指南)E*W!//1R>:854>D4@@8O894H8;5E;98A H L R):A<?8I A D85AO;GH;Q4<A4H@A4)E*"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""R!//1R下期论文预告半潜式铺管起重船系泊系统设计摘要 简述了频域系泊动力分析的方法"并将该方法应用于半潜式铺管起重船的系泊系统设计中$对作业工况下的系泊系统性能进行分析"对待机工况下的推进器辅助系泊系统进行分析$根据分析结果对相关系泊设备进行选型"并按照挪威船级社!]'^#规范的局部安全系数法进行强度校核$关键词 半潜式工程船&系泊系统设计&推进器辅助系泊&频域动力分析深水半潜式起重铺管船坞内合拢方案对比分析研究摘要 介绍了深水半潜式起重铺管船等半潜式海洋平台常见的坞内总装合拢方法"并进行了方案优缺点的对比分析$结合船厂的设备设施情况"进一步研究一种基于典型顶升滑移设备的合拢方案"为半潜式平台的坞内顶升滑移合拢方案优化提供了参考依据$关键词 半潜式平台&合拢&顶升&滑移深水大型结构物吊装功能定位研究摘要 深水大型结构物起重和水下结构物安装是深水半潜式起重铺管船最重要的功能"合理地对起重作业功能进行功能定位对于全船的设计方案%全船的投资造价%交付后的市场竞争力都至关重要$对国内外海洋平台和海底结构物重量进行了统计"对东海和南海的平台重量进行了分析"对目标重量的平台进行了吊装分析"完成了对起重作业的功能定位$关键词 半潜式起重铺管船&起重&平台重量。
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
基于SESAM软件的张力腿平台疲劳强度分析
基于SESAM软件的张力腿平台疲劳强度分析嵇春艳;郭建廷;吴帅;陆韵【摘要】The finite element model was made taking the tension leg platform as the research object. The key area of the fatigue and the key points' coordinates of the fatigue were determined through overall strength analysis. Then the local model of the key area was made. The approach of dividing grids was researched about the local model. The stress transfer function was calculated through using Sestra module in SESAM. In the end, based on the Stofat module, using the linear extrapolation, the stress of the key fatigue points was obtained. According to the S-N curve, the fatigue life of tension leg platform was calculated. The results show that the fatigue strength of tension leg platform meets the requirements of the design life.%以张力腿平台为研究对象，建立有限元模型，通过对结构进行总体强度分析，确定疲劳关键区域和关键点。
南海海域张力腿平台总体和局部结构强度分析
南海海域张力腿平台总体和局部结构强度分析冯加果;谢彬;王春升;谢文会;王世圣【摘要】The experience and engineering practice of foreign industries for the global and local structure strength analysis of the TLP platform was studied.The global structural strength and local structure strength of a certain TLP was assessed.The re-sults showed that the structural strength of the platform can meet the code requirements,but the platform structure design still has some optimization space.%参考国际海洋工程行业中TLP平台总体结构强度和局部结构强度分析的经验和工程做法,以某TLP为例完成总体结构和局部结构强度分析,验证该平台结构强度满足规范要求,但平台结构设计尚有一定优化空间.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】5页(P170-174)【关键词】张力腿平台;结构强度分析;荷载施加;有限元【作者】冯加果;谢彬;王春升;谢文会;王世圣【作者单位】中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028【正文语种】中文【中图分类】U674.38;U661.43张力腿平台(tension leg platform，TLP)是我国南海深水油气开发所倚重的重要平台型式之一[1-2]，其结构强度分析是确保平台在役期间安全运营的重要环节，通过强度分析可以确定危险工况及平台结构在相应海况环境下的响应，还可以有针对性地捕捉结构设计中的关键节点和部位，为下一步的详细设计、建造、特检等提供指导[3-5]。
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(b) TLP布置俯视图 图1 TLP在HYSY278放置状态 作者简介：杨光（1982—），男，辽宁人，硕士研究生，工程
师。研究方向为海洋工程浮式结构物总体性能研究。
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论文广场
(3)TLP平台的几何中心位于HYSY278的中线 上，距尾垂线104m。执行此次干拖任务的是五万 吨半潜船HYSY278，该船是拥有DP2能力，电力 驱动的自航半潜船，通过该船将TLP平台从建造场 地拖运至平台场址待安装地点，HYSY278的主尺 度如表1，该船总布置图如图2所示，
(3-1)
其中：ρair为空气密度，Aeff为有效受风面 积，V为风速。
表3 HYSY278受风面积
实际面 高度(m) 积(m2)
433.91 0-15.3
95.95 1 5 . 3 - 264.02
30.5 57.08 30.5-46 258.62
46-61 24.98 合计 1134.6
X(m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
m
60.64
m
55.48
m
103.97
m
0.00
m
ห้องสมุดไป่ตู้
17.35
CoG是拖航船体的重心，Rxx、Ryy和Rzz分别 是绕船体X、Y、Z坐标轴的惯性矩。
(2)受风面积。受风面积的计算按照API-RP2SK-2005[3]，TLP拖航过程中各浪向角的有效受 风面积及作用中心点如表3，作用中心坐标相对于 HYSY278的基线。
TLP的干拖过程是整个TLP运输安装工程中难 度最大的环节，干拖过程跨越距离长，遭遇海况 复杂，因此半潜船和平台联合体在干拖过程的稳 性问题备受关注[2]。
拖航过程中的计算是基于以下假设：(1)拖航 过程中船体吃水9.6m，处于正浮状态；(2)拖航过 程中TLP与船体成45°状态，TLP在HYSY278上的 放置状态如图1。
表1 HYSY278主尺度
主要参数 垂线间长
型宽 型深 空船重量 VCG LCG TCG
单位 m m m MT m m m
数值 210.88 42.00 13.30 24435 11.38 95.02 0.00
图2 HYSY278总布置图
2 张力腿平台干拖分析模型 2.1 MOSES软件介绍
在本次计算中采用MOSES建立干拖运输稳性 分析模型，在MOSES中使用的坐标系，原点位于 船首中线处，X轴沿船长方向，Y轴沿船宽方向， 右舷为正，Z轴原点位于船体基线处，向上为正。 2.2 干拖分析工况
坐标 Y(m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
有效面 Z(m) 积(m2) 17.25 433.91 19.10 95.95 29.55 290.42 28.35 62.78 47.85 310.34 59.25 48.72 28.73 1242.13
(3)进水点。稳性校核时考虑了4个开口，这4 个开口均选在船体的关键位置，表4列出了船体进 水点的具体坐标。
第6期
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基于MOSES的张力腿平台干拖运输过程稳性
分析
杨光，李洁，刘旭平，张广磊，李俊汲
（海洋石油工程股份有限公司，天津，300451） [摘 要] 以HYSY278半潜船干拖运输张力腿平台联合体为研究对象，利用MOSES软件建立了数值分析模型。对HYSY278半潜 船干拖运输TLP联合体的完整稳性和破舱稳性进行了校核，分析结果表明，通过半潜船运输TLP稳性结果满足规范要求，可 以为干拖运输拖航施工提供理论指导。 [关键词] MOSES软件；张力腿平台；干拖运输；稳性分析
干拖过程分析的设计参数包括以下几个方 面：
(1)HYSY278与TLP干拖装载工况如表2。
表2 装载工况
主要参数 平均吃水 纵倾角 横倾角 排水量
单位 m deg deg MT
数值 9.60 0.00 0.00d 79174
石油和化工设备 2019年第22卷
Rxx
Ryy
Rzz
X
CoG
Y
Z
m
29.82
张力腿平台凭借其良好的运动性能、易操作 性、相对低廉的采油操作费用等优点从很小的边 际油田到大型油田、从几百米到1500米水深都得 到了应用[1]。
张力腿平台在建造场地完成建造后通常使 用半潜船运送至安装地点，其在海上干拖运输过 程中，结构物与半潜船结构紧密连接在一起。因 此，结构物与半潜船一起参与波浪诱导的总纵弯 矩作用，分析时将结构物和半潜船看作一个整 体，称为联合体。由于结构物的结构一般比较庞 大，导致联合体的重心很高，在风浪中发生意外 的几率大大增加，因此干拖过程要考虑半潜船和 结构物联合体的稳性问题。
1 张力腿平台干拖过程
1.1 TLP干拖过程 平台在运输船上的布置通常有两种方式：平
行方向布置及对角方向布置。布置方式的选择受 多种因素的影响，包括运输船的长度及宽度、平 台结构尺寸的大小、结构的整体刚度以及局部的 加强情况。由于TLP平台平行方向的宽度比船体的 宽度大得多，如果采用平台在运输船上的平台方 向布置，其中的两个浮筒及两个立柱基本上都位 于运输船之外，立柱悬在外边的距离较长，产生 的动力载荷较大。采用平台与船体成对角45°方 向布置，每个悬在外边的立柱由两个浮体支撑， 并且船体对平台重量的支撑面最大，动力反应相 对较小，受力情况相对好一些，故在TLP运输过程 中采用平台与船体成45°角的布置状态。
编号 1 2 3 4
表4 船体进水点坐标
x (m) 76.8 97.6 76.8 97.6
y (m) -11.375 -11.375 11.375 11.375
z (m) 36.8 36.8 36.8 36.8
(4)船体模型。软件分析的船体模型包含以下 两部分：①水动力计算模型；②压载系统模型。 上部模块模型通过简化成质量点来模拟，包括重 量、重心位置以及组块绕该点的惯性半径。在 MOSES中建立的模型如图3。
第6期
杨光等 基于MOSES的张力腿平台干拖运输过程稳性分析
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图3 干拖分析MOSES模型
2.3 稳性校核
半潜船所装载的张力腿平台体积庞大，重心 较高，其稳性受到严峻考验。本节以MOSES软 件为工具，以半潜船和TLP联合体为研究对象， 通过计算和分析其在航行和半潜作业下的浮态稳 性，为后续的设计工作和研究提供相关参考。在 MOSES建立的HYSY278模型包括几何模型和船舶 舱室模型，其中舱室布置如图4。干拖完整性校核 采用70节风速，破舱稳性采用50节风速，规范采 用DNV GL-ST-N001[4]。