半潜船动力定位下潜试验的可行性验证

以具备动力定位系统的80 000 t半潜船为研究对象，在试验前通过软件进行下潜过程中稳性和动力定位能力的计算，作为下潜试验的理论支撑；根据理论计算结果和船舶的设计制定严格的下潜程序并在试验阶段统计船舶的浮态和推进器的工作情况。研究结果表明：通过充分的理论计算以及严格的下潜程序把控，半潜船成功的完成了全过程动力定位下潜，并获得了船舶动力定位下潜过程中浮态和推进器利用率的信息，可以为其它半潜船进行动力定位下潜提供一定的借鉴意义。     

基于结构可靠性的锚泊辅助动力定位滑模控制

针对长年累月定位在深海恶劣海况下的浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading vessels,FPSOs)的作业安全问题,本文提出了一种基于缆线结构性的锚泊辅助动力定位滑模控制方法。通过引入结构可靠性因子,表征锚泊系统缆线的安全,在此基础上设计一种新型滑模控制器,通过控制结构可靠性因子和艏向以达到FPSO锚泊辅助定位目的,并证明了系统的稳定性。通过一系列的仿真实验,证明了所提出的基于结构可靠性滑模控制器的有效性、安全性和节能性。     

船舶动力定位系统与锚泊辅助动力定位系统的时域模拟比较

以低频时域水平运动方程为基础,考虑各种低频载荷作用以及动力定位模型,建立起一种船舶动力定位的时域模拟系统,对某一驳船在只有动力定位系统和拥有锚泊辅助动力定位系统的情况下进行时域模拟,并比较了两种情况下的定位性能和功率消耗情况。     

多点锚泊定位的DCS控制系统探讨

本文述及船舶和海上建筑物在风、浪、流作用下全天候高度自动化多点锚泊定位的要求。为满足这一要求，着重介绍了用以微处理机为基础的集散型控制系统（ＤＣＳ）对多点锚泊定位实行控制可以达到安全、可靠、精确。本文以八点锚泊定位为例。     

深层搅拌船的自动锚泊定位系统设计与实现

为满足国内首次研发的深层搅拌船的锚泊定位精度，充分考虑作业条件和工作效率，开发出一套全新的自动锚泊定位系统。将模糊控制与状态机控制思想相结合应用于锚泊定位系统，对船舶的当前状态进行模糊控制，状态机将锚泊定位过程划分为若干状态，不同状态采用不同的控制参数，保证船舶快速和精确地定位。结果表明，该系统在满足工程需要的同时，提高了施工效率，取得良好的效果。     

绞吸挖泥船的移船作业和转动作业分析

对于没有动力的工程船,其锚泊系统除了需要满足定位要求,还需要能配合使船运动.文章针对某绞吸式挖泥船,基于三维势流理论,在时域下对挖泥船的移船作业和转动作业进行分析,设计出合适的锚泊系统,保证了船舶作业的经济性,同时为工程船此类作业系统的设计提供参考.     

准动态分析法在工程船舶锚泊定位系统设计中的应用研究

工程船舶在海上作业时都需配备定位系统,如何配置安全可靠、满足作业要求和具有市场竞争力的锚泊定位系统已成为探讨热点。通过对现行锚泊定位系统分析的几种基本方法的理论特点及应用特性比较,确定应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析的可行性,并阐述了准动态分析方法的基本理论及特点,与全动态分析方法进行了理论对比分析,从而进一步体现了准动态方法应用于工程船舶锚泊定位的合理性。以某工程船为例,分别应用准动态分析软件ARAINE及全动态分析软件DEEPC进行锚泊定位计算对比分析,论证了应用准动态方法分析工程作业船舶锚泊定位的优势及特点。从理论分析及实际应用角度充分证明了,应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析既保证工程精度要求,又可显著提高计算效率,具有明显优势。     

动力定位船舶推进器切换系统

基于某深水铺管船推进器切换系统设计,分析电力系统推进器主电源和推进器辅助电源的配置。在此基础上,分析中压主电源、推进变频器和低压辅助电源柜的切换控制系统,并应用流程图对整个系统的切换控制进行总结。通过对推进器切换效果进行组合可知,在机舱、配电板和母排分段等不同设备发生故障导致失电的情况下,切换系统能使带切换的推进器继续保持运行工况,增加发生单点故障时可用推进器的数量,从而提升该铺管船的动力定位能力。     

定位方式对浮式半潜平台气隙的影响特性及机理研究

本文结合模型试验,采用数值重构的模型,以一浮式半潜平台为算例进行时域全耦合分析,就锚泊定位与动力辅助锚泊定位对平台气隙影响的敏感性展开研究,深入探索了定位方式差异对平台气隙的影响特性及其机理.研究得到如下结论:动力辅助锚泊定位平台较之于纯锚泊定位平台,锚链对平台的垂向约束相对较小,在垂向方向,平台与波浪之间的随动性更好,从而减小了平台与水质点之间的相对运动,对气隙有着较好的改善效果.在同等工况下,锚泊定位方式平台发生负气隙的概率大于动力辅助锚泊定位方式平台,其波浪砰击也更为剧烈.在平台气隙数值模拟时,应充分考虑定位方式差异对平台安全作业的影响.     

海缆船定位系统设计

随着风力发电技术日趋成熟,我国沿海风电场的装机容量和规模也越来越大。近年来,作为风电场建设配套作业的海缆船越来越受到业界关注。为了满足海缆埋设和维修接续作业的需要,现代海缆船普遍都配置了定位系统。本文以某5 000 t海缆船为例,通过对高流速海况条件下的环境力计算分析,以及沿设定路由布缆和定点维修接续作业的特殊要求,介绍了该船配置的8点锚泊定位系统、动力定位DP-1系统,以及牵引绞车系统的设计。通过计算在不同海况条件下的几种定位系统的定位能力,了解海缆船的定位系统应根据不同作业需求以及海况条件,综合考虑造价预算、工程周期等,选择合理可行的形式。与常规远洋海缆船不同,通过采用横向布缆作业形式,可以有效降低定位系统配置。甲板上配置的柴油机直接驱动悬挂式全回转舵桨的动力定位方案,为海洋工程作业船增加动力定位系统的改造提供新的解决方案。     

锚泊辅助动力定位系统锚链及推进器复合失效研究

锚泊辅助动力定位系统是一种新型的海上浮式结构物定位系统,具有定位精度高、功率消耗小等特点。本文以1艘半潜平台为例,对锚链及推进器复合失效模式下的锚泊辅助动力定位系统进行时域模拟,得到了复合失效模式下的定位精度以及功率消耗情况。根据时域模拟的结果,锚泊辅助动力定位系统在复合失效模式下仍能保持较高的定位精度,但平台总的功率消耗大幅增加,且将出现单个推进器功率消耗剧增的情况。本文的结论为实际工程应用提供了一些有价值的参考。     

浅水中OSV锚泊定位分析研究

本文采用数值计算方法对浅水中海洋平台支持船(OSV)的锚泊定位性能开展研究.首先,基于三维频域势流理论,对一艘OSV不同水深的水动力性能开展分析,计算了水动力系数、运动幅值响应算子、一阶波浪力和二阶波浪力.由于浅水中非线性效应显著,本文采用中场公式计算了该OSV全二阶波浪力传递函数(Full Quadratic Transfer Function,简称全QTF).然后,本文对不同水深下锚泊系统的水平刚度开展了分析,计算了不同水深下锚泊系统的水平刚度,研究了水深对锚泊系统水平刚度的影响.最后,采用准动态方法对不同水深下的OSV和锚泊系统开展时域分析,研究了水深对船体运动性能和锚索张力的影响.     

深水钻井平台-隔水管系统波激疲劳分析

平台运动是深水钻井隔水管系统波激疲劳的主要来源之一。传统的隔水管波激疲劳分析不考虑或简化钻井平台运动,为了更精确地评估隔水管系统波激疲劳损伤,建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统动力学模型及波激疲劳损伤评估方法,开展了动力定位和锚泊定位模式下的隔水管系统动力学响应及疲劳损伤分析,深入揭示深水钻井隔水管系统波激疲劳动力学特性。结果表明,两种定位模式下的平台-隔水管系统受波浪载荷的影响,在常规波浪频率范围内发生波频振动,锚泊定位模式下的平台-隔水管系统还呈现一定的低频特性;两种定位系统下的深水钻井隔水管系统疲劳损伤最大值均发生在隔水管系统顶部,锚泊定位模式下的隔水管系统波激疲劳损伤变异系数较大,动力定位系统下的隔水管系统波激疲劳损伤较大。     

基于锚泊系统的半潜式海洋平台定位方法研究

以工作水深1200m、8缆系泊的半潜式海洋平台为对象,研究其系统定位方法,通过改变锚泊系统系泊缆长度来实现平台的定位。建立反映半潜式海洋平台锚泊系统动力响应的多目标优化模型,通过求解得到船体目标位移与最优系泊缆长度,借助多学科软件iSIGHT,通过开发程序接口,调用水动力分析软件ANSYS/AQWA求解器求解,实现了半潜式平台锚泊系统的结构动力响应优化设计。对半潜式平台进行风、浪、流联合作用下的水动力耦合分析,实时控制系泊缆长度来实现平台的定位并保证平台的稳定性。     

基于锚链可靠性的深水半潜平台设定点追踪控制

装备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台运动控制主要目标，是将船舶保持在距离目标位置较小的半径内，同时防止系泊缆发生失效。该文将设定点追踪控制方法应用于配备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台，以确保系泊缆的可靠性。根据结构可靠度指数和动态权重系数，建立系泊缆张力的能耗方程，通过求解能耗方程在线计算最优设定点；并基于该方法设计了定位系统控制器，通过时域耦合数值模拟对该方法进行验证与对比。结果表明，在控制参数相同的情况下，文中提出的设定点追踪控制方法可以使系泊缆的可靠度指数保持在相对较高的水平，提高定位精度的同时降低系泊缆张力动态响应幅度。该方法将有助于推动锚泊辅助动力定位系统在半潜平台上的进一步工程应用。     

海洋半潜式平台多点锚泊系统设计与分析

海洋平台能否准确定位关系到平台能否正常作业。论文以8锚链对称布置半潜式平台为例,应用悬链线方程,编制程序计算了单根锚链的长度,并分析了锚链的静力特性;对多点锚泊定位系统进行了静力分析,计算多点锚泊系统的预张力及在任意偏移角度和位移下的回复力,得到锚泊系统的静力特性和刚度系数。结果表明,该锚泊系统水平回复力的大小与浮体的偏移位移成正比,而方向相反,系泊刚度系数可用于动力分析。该方法可用于其它类型的多点锚泊定位系统的计算分析。     

六立柱深水半潜式起重铺管船推进器配置方案

针对深水半潜式起重铺管船的功能需求,通过风洞模型试验和数值计算的方法得到船舶环境载荷,确定船舶的推力需求,进而确定不同的推进器配置方案.经过综合对比,选定12台4 500 kW全回转推进器配置方案.通过对推进器的水动力干扰情况进行分析,确定推进器的布置位置,并对其失效模式进行优化,使推进器配置能满足目标船的动力定位能力和机舱布置要求.按规范的要求对船舶进行环境规则参数(ERN)分析,评估其动力定位能力.通过研究明确了推进器配置应考虑的因素、优化方法和配置方案评估方法,可供实际工程中船舶推进器的选型和配置参考.     

3000t铺管起重船铺管作业锚泊定位系统设计研究

针对3000t铺管起重船铺管作业时锚泊定位系统的复杂性及强非线性问题,采用准静力法将铺管作业时变连续的锚泊定位系统分解成若干个离散确定时不变的锚泊定位系统,然后对每个离散后的锚泊定位系统作时域动力分析,并将铺管线作为附加的锚泊线处理,此法是比较有效且合理地设计铺管船铺管作业时锚泊定位系统的方法。     

深水复合锚泊线动力特性比较分析

为了研究复合锚泊线的动力特性,文章对完全相同的两根复合锚泊线,保持其他条件不变,用聚酯纤维系缆代替钢索,使锚泊线顶端张力-静位移特性曲线基本一致,然后采用数值模拟的方法对整根复合锚泊线的动力特性进行比较分析。比较两种复合锚泊线的自振频率、复合刚度和锚泊阻尼。建立复合锚泊线的二维非线性有限元动力分析模型,基于Del Vecchio(1992)提出的经验公式,采用迭代的方法计算复合锚泊线的刚度,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时刚度的变化。锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,基于Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,给定上部平台运动时程后在时域范围内进行复合锚泊线的动力分析,通过计算锚泊线从平台运动中吸收的能量,得到锚泊系统的阻尼,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时阻尼的变化。     

半潜式钻井平台预抛锚作业研究

锚泊定位方式作为海上钻井平台最主要的定位方式之一。近几年发展而来的预抛锚作业方式,进一步提高了锚泊作业的时效,受到越来越多作业者的青睐。本文针对现阶段国内预抛锚作业程序不清,风险辨识不足等问题,对预抛锚作业的准备、作业实施以及最终的锚泊验证等各个主要环节,进行了系统详细的说明和分析,同时针对预抛锚作业中的风险点以及注意事项进行了概况和总结,提出应对措施。