變水深地形下半潛式生產生活平臺系泊性能

丁愛兵， 汪學鋒， 徐勝文

(上海交通大學 海洋工程國家重點實驗室， 上海 200240)

0 引 言

海洋平臺的定位技術是關系到其整體可用性和安全性的重要難題，是平臺設計與實際應用的關鍵技術之一。目前世界上常用的定位方式主要有系泊定位、動力定位和錨泊輔助動力定位等[1]。其中，系泊定位指海洋平臺通過系泊纜索系固在海底以保持平臺目標定位位置的定位方式，其在淺水環境中使用范圍較廣，是一種較為傳統、成熟的定位方式。本文所研究的半潛式生產生活平臺以保障島礁居民的生產生活為目標，主要布置于島礁附近，由于系泊系統面臨著近島礁水深極淺、海底地形變化較大等特殊環境條件，因此采用非對稱懸鏈線系泊方式[2]。

針對系泊系統的設計和性能分析評估需要兼顧平臺的定位和安全性需求，既須合理約束平臺的運動以保證其安全作業，又須確保系泊系統受力滿足規范要求的安全因數[3]。系泊系統性能分析評估主要采用數值分析和水池模型試驗等手段。其中，數值分析方法主要有3種：靜態法、準動態法、動態法。靜態法僅計算浮體所受的平均載荷，不考慮作用于系泊纜上的慣性力和黏性力，通過求解靜態懸鏈線方程或系泊受力-位移曲線來分配載荷[4]，這種方法較為簡單，能快速獲取系泊系統的剛度曲線等重要靜力參數[5]，主要應用于初步設計。準動態法同樣不考慮系泊系統的動力特性，但考慮平臺的定常和慢漂運動，并且將系泊系統和浮體集成在一個運動模型中，該方法雖然不能完全考慮系泊系統與浮體之間的耦合作用，但能體現浮體的動力特性和系泊系統的非線性剛度，具有計算速度快、結果較為準確的優點。……