水上軟剛臂系泊FPSO水動(dòng)力響應(yīng)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油系統(tǒng)(FPSO)的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為目前海洋石油開發(fā)的主流設(shè)施。隨著我國(guó)近海淺水油氣田的開發(fā)，越來越多的FPSO及FLNG將系泊工作于淺水域。工程實(shí)踐表明軟剛臂的單點(diǎn)系泊方式在淺水域的海洋環(huán)境中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，軟剛臂系泊FPSO在淺水中的水動(dòng)力響應(yīng)特性研究也越來越受到學(xué)界的重視。
　　本論文基于物理模型試驗(yàn)研究了淺水水上軟剛臂系泊FPSO的運(yùn)動(dòng)與系泊力響應(yīng)特性。通過靜水衰減試驗(yàn)得到了各自由度運(yùn)動(dòng)的固有周期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)縱蕩運(yùn)

2、動(dòng)具有明顯的低頻特性，并且其阻尼遠(yuǎn)小于垂向運(yùn)動(dòng)阻尼。通過水平剛度的物模試驗(yàn)與數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)軟剛臂水平剛度對(duì)系泊塔高度、船體吃水與軟剛臂壓載艙重等參數(shù)十分敏感。在風(fēng)浪流聯(lián)合作用工況中，運(yùn)用控制變量方法，對(duì)影響船體運(yùn)動(dòng)與系泊塔水平系泊力響應(yīng)的各種參數(shù)進(jìn)行了敏感分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水平系泊力響應(yīng)對(duì)系泊塔高度尤為敏感。進(jìn)一步地，討論了波浪的周期、非線性及低頻特性對(duì)系泊塔水平系泊力響應(yīng)的影響。
　　分別使用互相關(guān)函數(shù)法和快速傅立葉變換法，對(duì)波浪與

3、運(yùn)動(dòng)量的能量譜進(jìn)行了估計(jì)，并對(duì)淺水不規(guī)則波浪的特征進(jìn)行了分析。結(jié)合淺水波浪理論，研究了共線荷載聯(lián)合作用工況中各自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)機(jī)理。通過時(shí)域分析得到了縱蕩共振運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理，通過相干分析得到了垂蕩與縱搖的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性。進(jìn)一步地，對(duì)非共線荷載聯(lián)合作用工況中船體各自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特征作出總結(jié)。
　　對(duì)FPSO船觸底、甲板上浪及船艏碰撞軟剛臂壓載艙的極端運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行分析。通過分析船底與海底最小間距對(duì)觸底安全性作出評(píng)價(jià)，總結(jié)了船艏與船尾的