半潛式生產(chǎn)平臺(tái)
半潛式生產(chǎn)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)包括甲板面積與排水量的設(shè)計(jì)、定位系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)和惡劣海況的適應(yīng)能力分析。平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能、疲勞壽命、渦激振動(dòng)、結(jié)構(gòu)可靠性、多系統(tǒng)耦合、模型試驗(yàn)技術(shù)以及安全、監(jiān)測(cè)和控制問題等是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
半潛式生產(chǎn)平臺(tái)未來的發(fā)展方向是趨向于簡(jiǎn)潔和大型化,以求適應(yīng)更加惡劣的海況,要求甲板可變載荷大于10000t,工作水深超過3000m,鉆井92015年第11期史筱飛:浮動(dòng)式海洋油氣生產(chǎn)平臺(tái)研究現(xiàn)狀與發(fā)展深度突破12000m,鉆井系統(tǒng)配備雙井架或一個(gè)半井架。平臺(tái)管理和設(shè)備控制則向信息化、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。
張力腿平臺(tái)
張力腿平臺(tái)的主要技術(shù)難點(diǎn)是張力腿張力筋腱的設(shè)計(jì)與建造,如何有效避免調(diào)和共振的發(fā)生、保持良好的穩(wěn)定性是考核張力腿平臺(tái)的重要標(biāo)準(zhǔn);質(zhì)量控制及減重、三維設(shè)計(jì)、總體布置等核心技術(shù)是當(dāng)前研究所面臨的重大挑戰(zhàn);此外動(dòng)力響應(yīng)問題在設(shè)計(jì)中也非常重要,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)性能的優(yōu)劣會(huì)直接影響到張力腿的形式設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)用鋼量等;系索問題是張力腿平臺(tái)設(shè)計(jì)的另一關(guān)鍵問題,主要涉及系索的形式、安裝方式及其受力和可靠性等方面。
1)為了適應(yīng)超深水(2500m以上)海域或極深海邊際油田的開發(fā)需要,需尋求更為經(jīng)濟(jì)有效的張力腿平臺(tái)結(jié)構(gòu)型式。
2)張力腿平臺(tái)整體性能優(yōu)化,包括平臺(tái)本體與張力腿系統(tǒng)的受力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究、錨固基礎(chǔ)研究等。
3)張力腿系統(tǒng)研究,包括張力腿的極限承載能力、疲勞斷裂的可靠性及其材料、直徑、質(zhì)量分布等,改善張力腿系統(tǒng)與極限水深的關(guān)系。
立柱式平臺(tái)
目前對(duì)立柱式平臺(tái)的研究主要集中在平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)、系泊系統(tǒng)、疲勞分析、垂蕩板(heaveplate)和側(cè)板(strakeconfiguration)的設(shè)計(jì)以及平臺(tái)主體與系泊系統(tǒng)、平臺(tái)構(gòu)件之間的相互作用的耦合分析、渦激運(yùn)動(dòng)等方面,同時(shí)浮力罐與支架間的碰撞也是近年來研究的熱點(diǎn)問題之一。
出于改進(jìn)結(jié)構(gòu)型式、改善運(yùn)動(dòng)性能并降低建造成本的考慮,近年來各國(guó)相繼提出了一些改進(jìn)的立柱式平臺(tái)概念并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、疲勞、水動(dòng)力等各方面的性能研究。如美國(guó)NovellentLLC公司提出了幾何立柱式平臺(tái)(GeometricSpar)概念,上海交通大學(xué)海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出了多柱桁架式立柱式平臺(tái)(Cell-TrussSpar)概念,AGRDDS公司提出了多柱式浮式平臺(tái)(Multi-ColumnFloater,MCF)概念,GulfIsland公司和Bennett&Associates公司聯(lián)合提出了MinDOC3概念,巴西石油公司提出了MonoBR概念等。
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