200m水深自升式海洋平台系泊设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着陆上油气资源日益贫乏，向海洋发展已成为必然趋势。几十年来，研究人员对此做出了不懈努力。虽然我国的海洋油气开发技术取得了很大的进步，但是与国外仍存在很大差距。近年来，随着我国近海油气田陆续进入稳产与衰退期，开发南海深水资源已势在必行。南海深水海区大多离岸较远，加之海底地形复杂，铺设海底管线面临投资巨大、修理维护成本高昂等诸多问题。结合墨西哥湾与北海等地深水油气田开发的成功经验，采用生产平台等新型结构应成为我国南海深水资源开发的理想模式之一。生产平台长期屹立于海上，能否实现成功定位与安全生产，取决于其多点系泊系统。由于南海环境恶劣，加之各种新型设备对于平台定位精度的要求不断攀升，致使系泊系统的设计研发面临较大困难，已成为海洋油气开采的技术瓶颈。目前，国内生产平台的作业水深均未超过300ｍ，而国外一些深水浮式结构的作业水深已超过2400ｍ，差距十分明显。

随着海上油气勘探和开采技术不断发展，海洋油气生产结构的工作水深不断增长。这些海上结构通常主要采用两种定位系统：系泊定位系统和动力定位系统。由于系泊系统具有投资少、使用和维修方便等特点，因而系泊系统是目前主要采用的定位系统，其广泛应用于各类平台、钻井船等。在海洋环境中，海洋平台在风、浪、流的作用下会产生位移，系泊系统的功能是用系泊线将平台与固定于海底的基底设备联接起来，限制平台的位移，保证平台的钻、采器械能够正常工作。海洋上的恶劣环境及钻采平台的定位需求，使得海洋结构物系泊系统的研究、设计、制造都面临着新的挑战。近年来，新的系泊方式和系泊材料的研究开发取得了很大进展，由传统的悬链线系泊系统发展到深海钻采平台，例如SPAR、TLP平台采用的张紧系泊系统。传统大质量的锚链、钢索日趋不能满足海洋钻采发展的需要，对新型系泊材料的研究开发成为海洋石油工业的重要课题之一。

随着我国海洋石油工业的不断发展，自升式钻井平台以其适应能力强，工作稳定性好的优点在海洋石油开采方面得到了越来越普遍的应用。是目前应用最为广泛的移动式海洋钻井平台，约占总数的65%左右。然而在向深海进军的过程中，由于自升式平台对于其桩靴、桩腿、升降机构等装置的要求限制，使得自升式平台在水深较大时无法体现其优势。但是对于过渡水域，如果可以使某些自升式平台的桩靴、桩腿单元、升降机构等装置的结构、尺寸不发生较大变化，而只是延长桩腿的总长，以达到生产、使用要求，那么就可以大幅度地扩大自升式平台的工作水域范围。而在这样的情况下，可以通过系泊系统对自升式平台在水深较大时产生的缺陷加以弥补，从而保证其工作稳定性和生产质量。所以说，就自升式平台而言，对于系泊系统的设计也是很重要的。

2. 研究的基本内容与方案

（1）设计的基本内容、目标：在工作水深200m；风速50m/s、浪高12m、海流1m/s的极限海况；风速10m/s、浪高5m、海流1m/s的作业海况的设计条件下，根据某一已知的自升式海洋平台尺寸、重量分布等参数，设计系泊系统，完成系泊布置图纸，根据规范完成系泊计算书。

（2）拟采用的技术方案及措施：

①根据平台参数和相应的海况条件计算平台所受的风荷载和流荷载。海况条件选自自升式平台的工作海域，风荷载和流荷载的计算根据规范的计算公式；

②根据平台所受的风荷载和流荷载选取系泊缆索的布置和参数。首先根据规范选取系泊系统的布置形式，然后由平台所受的风荷载和流荷载确定系泊缆索的预张力，最后再根据规范确定具体的系泊缆索参数；

3. 研究计划与安排

时间	周数	内容	要求
第1-2周	2	针对任务书查阅相关文献和书籍，掌握相关理论，撰写开题报告。	提交开题报告
第3周	1	阅读外文文献，并翻译一篇与设计任务有关的外文文献。	提交翻译结果
第4周	1	熟悉相关规范条款及系泊计算原理，计算平台所受的风荷载和流荷载，选取系泊缆索的布置和参数。
第5周	1	计算平台在波浪上的运动响应，对系泊系统进行动力分析并校核缆索强度。
第6-7周	2	计算系泊浮体的运动响应并校核浮体的最大偏移量，选取合适的锚基础并检验其在规定海况下是否失效。
第8-9周	2	根据计算结果对系泊进行布置设计。
第10-11周	2	完成系泊布置图及系泊计算书。
第12-14周	3	撰写毕业论文，准备答辩。	提交论文

4. 参考文献（12篇以上）

[1]海上移动平台入级规范[s].北京:人民交通出版社,2012.

[2]潘斌.移动式平台设计[m].上海:上海交通大学出版社,1995.

[3]李志海,徐兴平,王慧丽.海洋平台系泊系统发展[j].石油矿场机械,2010,39(5):75-78.

[4]赵晶瑞,冯玮,李迅科.深水多点系泊系统发展现状[j]. 石油矿场机械,2013,42(5):1-7.