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浮托安装驳船护舷撞击力数值与实测研究

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第一章 绪论

1.1 海洋石油开发简介

1.2 海洋平台的浮托安装方法

1.3 本文主要研究工作

第二章 护舷碰撞力监测系统

2.1 横荡护舷刚度曲线

2.2 应变测量系统

2.3 运动测量系统

2.4 本章小结

第三章 基于实测应变的护舷碰撞力还原

3.1 监测点应变数据处理

3.2 导管架桩腿受力状态确定

3.3测点应力数值计算

3.4 桩腿碰撞力计算结果

3.5 垂向受力位置对计算的影响

3.6 本章小结

第四章 浮托安装计算理论

4.1 三维频域势流理论

4.2 时域计算理论

4.3 本章小结

第五章 进船阶段护舷碰撞力数值模拟

5.1 计算模型

5.2 实测环境条件模拟

5.3 碰撞力计算结果

5.4 进船间距对碰撞力影响

5.5 本章小结

第六章 LMU碰撞力实测简介

6.1 监测方案

6.2 水平碰撞力计算

6.3本章小结

第七章 总结与展望

7.1 研究工作总结

7.2 进一步研究的展望

参考文献

致谢

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摘要

随着海洋石油开采越来越向深海迈进,海洋平台上部组块也越来越朝着大型化方向发展。浮托安装凭借安装重量大、成本低、作业周期短的优势在上部组块安装中获得了工业界的青睐。我国近海采油平台大部分采用导管架平台结构形式,对导管架平台上部组块的浮托安装进行研究显得非常重要。
  本文基于陆丰7-2导管架平台上部组块浮托安装进船过程中导管架桩腿应变实测数据,结合数值计算和模拟,对导管架桩腿受到的驳船横荡护舷的碰撞力进行了研究。文章最后还对桩腿耦合装置受到的水平方向碰撞力监测及计算进行了介绍。
  所做的主要工作为:设计了浮托安装进船过程,导管架桩腿应变的监测系统并对其进行了实时监测,同时监测了浮托安装进船过程的风、浪、流、驳船运动等;基于导管架桩腿应变监测数据和驳船首摇角,运用数值方法还原了导管架桩腿受到的碰撞力,同时计算分析了忽略首摇角情况下的碰撞力;基于实测环境条件对进船过程进行了数值模拟,并把数值模拟得到的碰撞力与实测还原得到的进行了对比;研究了驳船进船间隙与碰撞力最大值之间的关系;对桩腿耦合装置应变进行了监测并计算得到了桩腿耦合装置受到的水平方向碰撞力。
  得到的结论有:导管架桩腿应变监测系统能够准确监测测点应变,并能将数据准确、稳定地传输至驳船;进船过程,实测碰撞力还原最大值小于横荡护舷设计承受载荷,碰撞力还原中使用的方法是相对合理的;数值模拟与实测值之间存在一定差异,这是因为数值模拟中忽略了驳船进船速度等因素;有些情况下数值模拟结果小于实测结果,数值模拟中应多计算几种驳船进船中处于其他平衡位置时的情况;驳船进船间隙与导管架桩腿所受碰撞力最大值之间并不存在特定规律;监测时间段内桩腿耦合装置水平方向碰撞力最大值在设计值以内。

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