深水钻井平台和分段组合锚泊系统耦合分析.pdf

石 油 机 械 2015年 第43卷 第 1期 CHINA PETROLEUM MACHINERY 一 59 一 海洋石油装备 深水钻井平台与分段组合锚泊系统耦合分析 冯 定 方 勇 王 鹏 夏成宇 (长江大学机械工程学院) 摘要：由于水深的增加，在风浪流载荷作用下，采用分段组合锚泊系统定位，平台移动范围 可能超过安全作业区域范围，极易导致钻井隔水管破坏，从而影响钻井平台正常作业。采用分段 组合锚泊设计系统，考虑 了钻井平台与锚泊的耦合作用，应用AQWA软件建立 了981深水半潜式 平台三维水动力模型。在此基础上，以南海风、浪、流载荷为背景，在不同锚泊系统顶部倾角情 况下，分析锚泊线的张力和平台的偏移量。分析结果表明，在百年一遇 的极端载荷下，半潜式钻 井装置的锚泊线安全系数为1。73，大于API标准1．67且锚泊线张力值小于破断载荷，平台在水平 面的最大偏移值超过了正常作业区域，但还在最大连接工况 10％范围及最大 自存工况范围内。在 此锚泊系统的作用下，钻井装置在 1500m水深时能在百年一遇的极端天气中生存，其锚泊系统 的设计组合合理 ，满足锚泊线强度及平 台定位安全 的要求。 关键词：深水；半潜平台；锚泊系统；耦合分析；顶部倾角 中图分类号 ：TE951 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1001—4578．2015．01．012 AnalysesforCouplingbetweenDeep--waterSemi-submersibleDrilling Platform andSectiOnalCombinedAnchoringSystem FengDing FangYong WangPeng XiaChengyu (SchoolofMechanicalEngineeringofYangtzeUniversity) Abstract：Withincreaseofwaterdepth，platformspositionedbyusingsectionalcombinedanchoringsystem maymovebeyondlimitforsafe叩erationsunderloadsofwinds，wavesandcurrents．Suchmovementsmaydamage riserandconsequentlyimpactnormaloperationofthedrillingplatform．Thesectionalcombinedanchoringsystem is designedwithconsiderationofcouplingbetweenthedrillingplatform andtheanchoringsystem．A3Dhydrodynamic modelhasbeenestablishedofrthe981Deep-waterSemi-submersiblePlatfomr byusingsoftwareAQWA．Withthe model，tensionoftheanchoringlineandoffsetsoftheplatform canbeanalyzedofrdifferenttopinclinationsofthe anchoringsystem withwinds，wavesandcurrentsoftheSouthChinaSeeasthebackground．Analysisresultsshow thatsafetyfactorofranchoringlinesofsemi—submersible drilling facilitiesis1．73underextremeloadingcondi— tions．Thesafetyfactorishigherthanthe1．67ofAPI．Inaddition．tensionsofanchoringlinesarelowerthanthe failureloads．Undersuchcircumsta