半潛式生產平臺
半潛式生產平臺的關鍵技術包括甲板面積與排水量的設計、定位系泊系統設計和惡劣海況的適應能力分析。平臺的運動性能、疲勞壽命、渦激振動、結構可靠性、多系統耦合、模型試驗技術以及安全、監測和控制問題等是當前研究的熱點。
半潛式生產平臺未來的發展方向是趨向于簡潔和大型化,以求適應更加惡劣的海況,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:浮動式海洋油氣生產平臺研究現狀與發展深度突破12000m,鉆井系統配備雙井架或一個半井架。平臺管理和設備控制則向信息化、自動化和智能化方向發展。
張力腿平臺
張力腿平臺的主要技術難點是張力腿張力筋腱的設計與建造,如何有效避免調和共振的發生、保持良好的穩定性是考核張力腿平臺的重要標準;質量控制及減重、三維設計、總體布置等核心技術是當前研究所面臨的重大挑戰;此外動力響應問題在設計中也非常重要,因為運動性能的優劣會直接影響到張力腿的形式設計以及結構用鋼量等;系索問題是張力腿平臺設計的另一關鍵問題,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)為了適應超深水(2500m以上)海域或極深海邊際油田的開發需要,需尋求更為經濟有效的張力腿平臺結構型式。
2)張力腿平臺整體性能優化,包括平臺本體與張力腿系統的受力和運動響應研究、錨固基礎研究等。
3)張力腿系統研究,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、質量分布等,改善張力腿系統與極限水深的關系。
立柱式平臺
目前對立柱式平臺的研究主要集中在平臺動力響應、系泊系統、疲勞分析、垂蕩板(heaveplate)和側板(strakeconfiguration)的設計以及平臺主體與系泊系統、平臺構件之間的相互作用的耦合分析、渦激運動等方面,同時浮力罐與支架間的碰撞也是近年來研究的熱點問題之一。
出于改進結構型式、改善運動性能并降低建造成本的考慮,近年來各國相繼提出了一些改進的立柱式平臺概念并進行了結構、疲勞、水動力等各方面的性能研究。如美國NovellentLLC公司提出了幾何立柱式平臺(GeometricSpar)概念,上海交通大學海洋工程國家重點實驗室提出了多柱桁架式立柱式平臺(Cell-TrussSpar)概念,AGRDDS公司提出了多柱式浮式平臺(Multi-ColumnFloater,MCF)概念,GulfIsland公司和Bennett&Associates公司聯合提出了MinDOC3概念,巴西石油公司提出了MonoBR概念等。
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