Fully Coupled Effects of Hull, Mooring and Risers Model in Time Domain Based on An Innovative Deep Draft Multi-Spar

The coupled hull, mooring and riser analysis techniques in time domain are widely recognized as the unique approach to predict the accurate global motions. However, these complex issues have not been perfectly solved due to a large number of nonlinear factors, e.g. forces nonlinearity, mooring nonlinearity, motion nonlinearity and so on. This paper investigates the coupled effects through the numerical uncoupled model, mooring coupled model and fully coupled model accounting mooring and risers based on a novel deep draft multi-spar which is especially designed for deepwater in 2009. The numerical static-offset, free-decay, wind-action tests are executed, and finally three hours simulations are conducted under 100-year return period of GOM conditions involving wave, wind and current actions. The damping contributions, response characteristics and mooring line tensions are emphatically studied.     

A Time Domain Computation Method for Dynamic Behavior of Mooring System

A quasi-steady time domain method is developed for the prediction of dynamic behavior of amooring system under the environmental disturbances,such as regular or irregular waves,winds and cur-rents.The mooring forces are obtained in a static sense at each instant.The dynamic feature of the moor-ing cables can be obtained by incorporating the extended 3-D lumped-mass method with the known shipmotion history.Some nonlinear effects,such as the influence of the instantaneous change of the wettedhull surface on the hydrostatic restoring forces and Froude-Krylov forces,are included.Thecomputational results show a satisfactory agreement with the experimental ones.     

LH11-1半潜式平台的船体-系泊系统测量

深水海洋平台的现场监测是对平台性能的直接评估,对保障平台安全,改进平台设计方法等具有重要意义。介绍在南海LH11-1平台上开展的现场监测工作,内容包括海洋环境、平台运动以及系泊系统测量。对平台在洛坦台风中的运动响应进行了测量结果与分析结果的比较分析。结果表明数值分析结果与测量结果部分吻合,但仍有差异,测量结果的波频分量大于计算结果,但计算的精度在可接受的范围内。     

波浪能发电平台系泊系统耦合动力响应及水动力分析

本文以一种新型波浪能发电平台为研究对象,分别采用基于三维势流理论的软件Sesam和基于有限体积法的Flow3D软件,对平台和发电浮子进行水动力分析。应用Sesam-HydroD模块计算了平台和发电浮子在频域内的运动响应,将平台和发电浮子的垂荡运动响应进行对比分析,结果表明,在正常海况下,平台与发电浮子垂荡运动相对幅值满足捕能系统的发电需求。应用Flow3D软件对平台整体进行水动力分析,结果表明,平台与发电浮子相对运动振幅在0.3～0.4m间,可满足发电需求。在此基础之上,应用Orcaflex软件,通过时域耦合动力分析的方法,计算了平台在自存工况和作业工况下的运动响应和系泊缆动张力响应,结果表明:在自存工况下,平台锚泊线的安全系数符合规范要求,平台具有良好的安全性能,能够适应恶劣的海洋环境;在作业工况下,平台的垂荡运动响应对波浪方向变化并不敏感,捕能系统不受波浪方向变化的影响,满足发电需求。另外,本文的研究结果能为类似的海洋平台的研究提供建议和参考。     

极限海况下Spar平台系泊系统耦合动力分析

在复杂的风浪流海洋环境中,Spar及其系泊系统的耦合作用受多方面的影响。对极限海况下的某Classic-Spar平台及其系泊缆索的动力响应做了时域非线性耦合研究。重点分析了极限海况下一根或者多根系泊缆索断裂时平台运动及其缆索张力动力响应的统计特性。分析结果表明,在风浪流同向且共线的极限海况下,不同位置处的系泊缆索发生断裂,对整个平台系泊系统安全的影响程度不尽相同,尤其以迎浪方向系泊缆索的断裂影响显著。     

新型张力腿式储油处理平台的动力响应分析

针对目前小油田早期生产中存在的不足,提出一种适用于浅水海域的新型张力腿式储油处理平台,该平台主要由储油箱、浮箱、吸力桩、系泊链和甲板结构构成,具备原油处理和储存功能。应用非线性时域耦合分析法,研究了有义波高、平均波周期、水深对该平台的运动响应和系泊链张力的影响。计算结果表明,波高对平台动力响应有较大影响,有义波高每增加0.4 m,平台水平位移相应增加0.408 m,而系泊链力随有义波高的增加呈准线性增大;波周期对平台水平运动影响显著,平均波周期从6.5 s逐级变化至8.5 s时,最大水平位移自3.760 m渐增至5.467 m,而波周期对系泊链力影响较小,变化率一般小于10%;该新型平台对水深大于20 m的浅水海域有良好的动力特性,而对水深小于20 m的海域却表现异常。因此,该新型张力腿式平台能满足水深不小于20 m浅海区的油田早期生产需要。