新建半潜运输船在张力腿平台运输方面的应用研究(英文)

Transportation of tension leg platform(TLP) structures for a long distance has always been associated with the use of a heavy semi-transport vessel.The requirements of this type of vessel are always special,and their availability is limited.To prepare for the future development of South China Sea deepwater projects,the China Offshore Oil Engineering Corporation has recently built a heavy lift transport vessel-Hai Yang Shi You 278.This semi-submersible vessel has a displacement capacity of 50k DWT,and a breath of 42 meters.Understanding the vessel’s applicability and preparing it for use in future deepwater projects are becoming imminent needs.This paper reviews the current critical issues associated with TLP transportation and performs detailed analysis of the designed TLP during load-out and transportation.The newly built COOEC transportation vessel HYSY 278 was applied to dry transport of the TLP structure from the COOEC fabrication yard in Qingdao to an oil field in South China Sea.The entire process included the load-out of the TLP structure from the landsite of the fabrication yard,the offloading and float-on of the platform from the vessel,the dry transport of the TLP over a long distance,and the final offloading of the platform.Both hydrodynamic and structure analysis were performed to evaluate the behavior of the transport vessel and TLP structure.Special attention was paid to critical areas associated with the use of this new vessel,along with any potential limitations.The results demonstrate that HYSY 278 can effectively be used for transporting the structure with proper arrangement and well-prepared operation.The procedure and details were presented on the basis of the study results.Special attention was also given to discussion on future use based on the results from the analysis.     

深远海域TLP漂浮式风电施工技术探究

通过结合国外TLP施工技术以及国内近海风电施工经验,研究了陆域建造、风机拼装、海上运输与海上安装的TLP风电施工技术,同时调研分析了海上安装采用的锚固基础、筋键与连接器的适应性等,并对TLP风电大规模施工提出建议,研究结论对我国将来开发深远海漂浮式风电具有一定借鉴意义。     

南海“浅深水”海域经典TLP平台整体运动性能分析

干式采油树应用于海上油气开发具有特定的优势,张力腿平台(TLP)作为重要的浮式干树开发平台具有广泛的应用。联系到我国海上油田具体特点及TLP平台所具有的诸多优势,未来TLP平台将是中国南海油气开发不可或缺的平台类型之一。本文针对经典TLP在中国南海北部“浅深水”(水深330m)油田千年一遇环境下整体运动性能与张力腱系统响应情况进行了研究,对TLP平台进行了全耦合时域计算分析,并对平台运动、张力腱响应及平台甲板气隙等进行了分析校核。分析结果表明：千年一遇生存条件下,平台张力腱系统安全;平台水平偏移较大,对立管设计挑战较大;平台甲板气隙较为临界,存在甲板上浪风险。     

台风条件下TLP串行立管系统碰撞分析

TLP立管系统以丛式方阵排列,台风条件下立管在波浪、海流及平台的联合作用下可能发生碰撞,有必要深入研究TLP串行立管系统的碰撞情况。文章基于DNV-RP-F203规范和Huse半经验尾流模型,提出台风条件下串行立管下游立管来流速度计算方法和立管系统碰撞分析方法,建立串行立管—井口—导管系统耦合有限元模型,研究台风条件下串行生产立管系统碰撞时的力学特性,在整体碰撞分析的基础上进行立管局部碰撞精细化分析,对比分析立管局部碰撞理论解和仿真解的不同。结果表明:下游立管来流速度的计算至少采用文中建立的方法迭代3次。串行立管发生碰撞时的最大应力发生在泥面导管处,碰撞位置应力发生了突变;立管发生碰撞的位置在水深100-120 m范围内。立管局部碰撞分析的理论解和仿真解基本吻合。     

极端环境条件下TLP平台的应力校核(英文)

计算校核了某TLP平台垂向肘板在极端环境条件下的应力响应.该垂向肘板为TLP立柱与张力支撑系统(TSS)间的连接件,是TLP平台强度评估的关键部位.根据通用的业界标准,平台的环境载荷计算采用三维线性理论,结构分析使用有限元方法.应力数值计算与处理与实测应变片的位置和方向完全一致.平台在位监测的数据使用FFT技术进行了处理,得到了不同时段统计下各浪向的应力谱密度(RAO).数值计算与平台在位实测对比表明,数值模拟的应力谱密度与实测数据吻合较好,业界的分析方法可以在极端条件下对TLP的关键部位进行有效的强度分析.     

基于改进子模型技术的TLP平台疲劳分析

研究适用于TLP平台的疲劳分析方法。首先建立TLP平台的整体结构模型,运用基于累积损伤理论的疲劳谱分析法,根据整体分析初步确定TLP平台疲劳关键节点位置,即疲劳敏感部位。然后建立疲劳敏感部位的中间模型与精细子模型,运用改进的子模型技术分析计算得到关键节点的热点应力,并根据疲劳谱分析法计算关键节点的疲劳寿命,并将之与传统子模型技术的计算结果比较。分析表明,改进的子模型技术比传统方法的应力计算结果更加精确,有利于得到更加真实的疲劳寿命计算结果。     

新概念张力腿平台水动力性能分析

张力腿平台对水深具有高度敏感性,随水深变化,垂直面内的运动受到显著影响。对于超深水情况,对张力筋腱的设计提出更高的要求。为了改善这一状况,提出了一种新概念张力腿平台设计方案——Tension Based Tension Leg Platform(TBLP),它可以成倍地增加TLP适用的水深范围。对于已经使用的中等水深下的传统型的TLP,通过增加张力基底,就可以将其使用于更深的海域。针对这一新型TBLP概念,对典型的传统型TLP和TBLP水动力性能进行了初步分析比较,得出TBLP优于常规设计的水动力性能。     

基于 DES 方法的张力腿平台主体结构水动力特性研究

考虑张力腿平台立柱和浮箱之间的相互影响,通过分离涡模拟法（DES）对均匀流下张力腿平台主体三维水动力流特性进行了研究,讨论了张力腿平台阻力系数、升力系数及其频谱、压力系数和尾涡等特性。研究表明：阻力系数和升力系数时历曲线变化具有一定的周期性和“脉动性”;下游立柱受到上游立柱尾涡作用,导致下游立柱阻力系数较上游立柱阻力系数略大;下游立柱升力系数幅值较上游立柱升力系数幅值大,下游立柱泄涡具有明显的周期性特点;升力系数时历变化呈现紊乱,频谱图中谱峰个数越多且带宽越大。立柱表面压力系数呈现出“W”型且张力腿平台主体周围具有不同垂向流态形式,稳定脱落周期下通过压力系数最大值判断撞击点等特殊位置,压力系数最小值判断尾涡所附位置;尾涡具有高度各向相异性,不同来流方向下张力腿平台主体尾后出现不同尾涡结构和流形态。     

平台运动对张力腿非线性涡激振动的影响

把张力腿简化成线性的欧拉-伯努力梁模型，研究了在波浪海流及浮体共同作用下，张力腿的横向非线性涡激振动，采用Galerkin法把非线性的偏微分方程转化为常微分方程，应用4阶龙格-库塔法进行数值求解。结果表明，平台的运动是影响张力腿横向涡激振动的一个重要因素。     

在南海环境条件下深水典型TLP的运动响应分析

以南海LW3-1气田为目标,完成了TLP的概念设计.为了验证TLP的运动性能,应用海洋工程专用软件SESAM,对TLP系统进行了时域耦合分析.分析所采用的环境参数为南海百年一遇和一年一遇环境参数.为了获得较为准确的结果,包括TLP、张力腿和立管在内的所有组成部分都进行了模拟.先用WADAM软件,进行频域分析,获得所需要的水动力参数,包括:运动响应幅算子、附加质量、势能阻尼、静回复力以及一阶和二阶激励力等.再用DeepC程序进行时域耦合分析,建立TLP系统模型以及环境模型计算,结果表明该TLP在南海环境条件下具有良好的运动性能,满足设计要求.