海洋平台浮托法安装过程中的碰撞载荷分析与计算任务书

 2021-08-21 12:08

1. 毕业设计(论文)主要内容:

随着海洋工程技术的发展,海洋油气开发逐渐进入深水和超水深领域,对平台设计、建造、安装和维护提出了更高的要求。海洋平台逐渐向大型化和综合化方向发展。海洋平台上部组块(deck)重量大大增加,使得平台的安装成为了制约海洋平台发展的关键技术问题。传统的安装方法包括分块吊装(modularlifts)和完整模块单次吊装(Single lift of integrated deck)。然而,这两种方法安装成本高,安装能力受到海上起重船吊装能力的限制只能应用于安装中小型平台。海洋平台上部组块浮托安装具有安装能力大、安装周期短和安装成本低的优点,逐渐成为了可以取代传统吊装方法的平台安装方法。这种方法通过驳船将上部组块运输到安装地点,待海况条件允许,通过利用潮差调整压载水或机械式提升将平台上部组块安装在预先安装好的平台下部结构上。近三十年,浮托法在国外已经成功安装了几十个海洋平台,随着技术的发展,逐渐成为一种成熟的平台安装技术。中海油于2005年首次在南堡35-2油田实施了浮托安装,在近十年的时间内利用浮托法成功安装了十多个大型平台组块。因此,研究浮托法平台安装技术具有重大的工程意义。浮托安装是一个复杂的非线性过程,包括了驳船水动力学问题和多物体碰撞问题等技术难点。

本课题旨在培养学生熟悉海洋平台浮托安装技术和掌握浮托安装的分析方法,主要研究内容包括文献调查、浮托法平台安装的技术难点分析、安装驳船的水动力频域分析、基于Cummins方程的水动力时域分析、建立时域碰撞模型、分析驳船与上部组块的碰撞和上部组块与平台下部结构的碰撞、碰撞减震装置(桩腿对接装置-LegMating Unit和甲板支撑装置-Deck Support Unit)的设计与分析、不同海况条件下(不同规则波)浮托法安装的碰撞力和运动响应分析。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

本课题的主要任务和要求:

1. 通过文献调查,掌握海洋平台浮托安装技术的发展历程、趋势和关键技术难点。同时熟悉船舶与海洋平台水动力分析的基本原理与方法。

2. 通过三维势流水动力分析软件,计算安装驳船的水动力特性(一阶波浪力和水动力系数),利用频域方法求解驳船在自由漂浮状态的幅值响应算子(Response

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

任务编号

任务内容

时间节点

1

文献调查

第1-3周

2

浮托法平台安装的技术难点分析

第4周

3

安装驳船的水动力频域分析

第5周

4

基于Cummins方程的水动力时域分析

第6周

5

建立时域碰撞模型

第7-8周

6

分析驳船与上部组块的碰撞和上部组块与平台下部结构的碰撞

第9-10周

7

碰撞减震装置(Leg Mating Unit and DeckSupport Unit)的设计与分析

第11周

8

不同海况条件下浮托法安装的碰撞力和运动响应分析

第12周

9

完成毕业设计论文

第13-14周

4. 主要参考文献

[1] 范模等 (2013). 大型组块浮托安装关键技术研究及在我国的应用进展. 中国海上油气,25 (6), pp. 98-100.

[2] Chen et al. (2014).Time-domain modeling of a dynamic impact

oscillator under waveexcitations. Ocean

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