3。7。1平台的运动响应（RAO） 18

3。7。2 波浪的应力云图 19

3。7。3 气隙云图 20

3。8 本章小结 20

第四章 锚泊系统设计及耦合时域分析 21

4。1 系泊缆 21

4。2 锚泊系统设计 22

4。3 最大极限状态的张力限制和平台的位移限制 24

4。4 海洋环境载荷 24

4。5 新型半潜式平台重心六个方向运动分析 24

4。5。1 平台各方向重心位置分析 25

4。5。2 平台各方向重心速度分析 25

4。5。3 平台各方向重心加速度分析 26

4。6 海洋平台耦合时域运动分析 27

4。7 系泊缆的张力相应 28 

4。8 本章小结 28

第五章 总结与展望 30

5。1 本文总结 30

5。2 创新点 30

5。3 展望 31

致谢 32

参考文献 33

附录 35

附录A 频域分析图 35

附录B 时域分析图 43

第一章  绪 论

1。1 课题研究的背景与意义

1。1。1 课题研究的背景

由于海洋里的石油资源占世界石油资源的比例很大，并且随着人类对石油、天然气等资源的开发和使用，使海洋逐步成为开采石油的主战场。随着时间的推移，海洋石油的开发已经从浅水到深水，并且海洋钻井平台981的建造完成，使开发深度和能力进一步提高，如图1-1所示。因为半潜式海洋平台的优良性能，使其最近几年发展迅速，逐步在石油、天然气的开发中占据重要地位，海洋平台正在向着钻井深度超过12000米，工作水深超过3000米发展。论文网

 海洋石油981半潜式钻井平台

因为海洋平台六个自由度需要限制以防止运动剧烈，影响稳定性，所以要设计合适的定位系统，这是设计海洋平台时需要重点考虑的问题。浮体在定位方面包括锚泊系统（被动定位）和动力定位系统（主动定位）。锚泊系统是依靠锚和锚泊线的作用去限制平台的运动，锚泊重量大，成本高。动力定位是依靠平台自己的推进器去抵御环境载荷去限制平台的运动，其定位精度高，成本低。针对工作水深超过3000米的平台，锚泊系统面临这一些问题，首先，深水环境下，海洋环境比较复杂，分析在环境载荷下锚泊线的响应，其难度是很高的。其次，海洋环境载荷的计算方法也因为计算技术的发展而不断更新。所以，优良的锚泊系统不仅对钻井工作的安全性有影响，而且对海洋工程设备也有重要的作用。 

1。1。2 课题研究的意义文献综述

随着全球能源供应的紧缺，石油、天然气的开采越来越受到重视，我国海洋面积广阔，深海的石油、天然气资源丰富。然而我国由于技术能力较弱，对石油的开采主要停留在浅海区域，而深海的开采对于设备和技术人员的开发能力有一定的要求，所以开采的能力较弱。在世界各国对深海资源激烈竞争的国际形势和我国在海洋事业的投入力度的大背景下，对海洋平台技术的研究显得尤为重要。另外，由于平台在恶劣的环境载荷作用下会产生波频摇荡运动和低频漂移运动，所以对平台准确预报运动响应及对环境载荷作出应对是很关键的，再加上人们对海洋平台的设计不太合理，所以平台的问题接连发生，因此在设计海洋平台时对其进行水动力特性分析是很有意义的。除此之外，锚泊系统在平台的稳定性方面有着重要的意义，为了使平台在最优的范围内运动，对锚泊系统的设计和系泊缆的材料属性进行选择也很重要，还要对其组成的耦合系统的运动响应进行研究，以满足国际和国内的设计要求。