深水半潛式鉆井平臺(tái)錨泊系統(tǒng)技術(shù)概述

中國(guó)船級(jí)社 北京 100007

為了滿(mǎn)足在深海的惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行鉆探等工程作業(yè)的需要，必須在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)精確地保持半潛式平臺(tái)在海面上的位置，但是半潛式平臺(tái)對(duì)于水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不具有回復(fù)力，這就需要安裝定位系統(tǒng),平衡作用在浮體的外力，減小浮體的水平運(yùn)動(dòng)，使其不致發(fā)生位移。近年來(lái)，為了適應(yīng)深海鉆探的要求，出現(xiàn)了不采用錨的自動(dòng)動(dòng)力定位系統(tǒng)(dynamic position)以保持井位。它可以在錨泊有極大困難的海域作業(yè)，如極深海域、海底土質(zhì)不利于拋錨的區(qū)域等等；另外動(dòng)力定位機(jī)動(dòng)性好，一旦到達(dá)作業(yè)海域，立即可以開(kāi)始工作；遇有惡劣環(huán)境突襲時(shí)，又能迅速撤離躲避。但是全動(dòng)力定位系統(tǒng)初始投資和營(yíng)運(yùn)成本都比較高。海上的定位，最普遍的還是錨泊系統(tǒng)(mooring systems)，這種方法很早就在船舶上應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。由于開(kāi)采石油向深海的發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)深水錨泊裝置提出了更高、更嚴(yán)格的要求，并使得其設(shè)計(jì)、建造、使用操作等方面都增加了困難，因此對(duì)深海半潛式平臺(tái)的錨泊系統(tǒng)的研究具有重要的意義，也具有很大的發(fā)展空間和研究?jī)r(jià)值。為了滿(mǎn)足深水錨泊的要求，對(duì)錨泊系統(tǒng)方面的改進(jìn)主要從錨索材料、錨的設(shè)備、設(shè)計(jì)研究方法等方面進(jìn)行[1-2]。

1 錨泊線(xiàn)狀態(tài)

錨泊系統(tǒng)可以分為柔性和剛性?xún)煞N形式。柔性系統(tǒng)包括懸鏈線(xiàn)錨泊(SMS)(見(jiàn)圖1)和張緊式錨泊(TMS)(見(jiàn)圖2)。這兩種錨泊系統(tǒng)的工作機(jī)理都與彈簧類(lèi)似，分別用錨泊線(xiàn)的垂向懸鏈線(xiàn)效應(yīng)或錨泊線(xiàn)伸長(zhǎng)的彈性效應(yīng)引起的恢復(fù)力，使作用在浮體水平面內(nèi)的外力傳遞到海床上，使平臺(tái)保持允許的位移。

圖1 懸鏈線(xiàn)錨泊示意圖

圖2 張緊錨泊示意

懸鏈線(xiàn)錨泊系統(tǒng)即傳統(tǒng)展開(kāi)式錨泊系統(tǒng)，具有悠久的使用歷史，能適應(yīng)較惡劣的海洋環(huán)境，在當(dāng)前的深水海洋油氣浮式生產(chǎn)結(jié)構(gòu)定位技術(shù)中仍然占有重要的地位[3]。懸鏈線(xiàn)錨泊由標(biāo)準(zhǔn)的懸鏈線(xiàn)方程定義，它與錨纜的淹沒(méi)重量、水平錨泊載荷、錨泊線(xiàn)張力、導(dǎo)向孔處錨泊線(xiàn)的角度等因素有關(guān)。懸鏈線(xiàn)錨泊系統(tǒng)的受力由錨泊線(xiàn)的幾何變形和軸向彈性變形一起來(lái)確定。錨泊線(xiàn)的幾何變形使橫向拖曳力對(duì)錨泊系統(tǒng)產(chǎn)生的影響較大。

由于水深的增加導(dǎo)致了傳統(tǒng)的鋼質(zhì)錨鏈和鋼筋束系統(tǒng)的自重增加，水平剛度減小，造成了錨泊的有效性變差。另外在深水中懸鏈線(xiàn)形狀的錨泊系統(tǒng)覆蓋著相當(dāng)大的區(qū)域，嚴(yán)重地影響到當(dāng)?shù)毓芫€(xiàn)與纜線(xiàn)的敷設(shè)和其它船舶在該水域的錨泊。為了解決這一問(wèn)題，傳統(tǒng)的呈懸鏈線(xiàn)形狀的錨鏈已逐漸為張緊或半張緊形狀的錨泊線(xiàn)所代替，錨泊線(xiàn)質(zhì)量相對(duì)較小，在錨和導(dǎo)纜孔之間呈張緊狀態(tài)，從而減小了錨纜覆蓋的區(qū)域。張緊錨泊系統(tǒng)沒(méi)有經(jīng)歷大的橫向幾何改變，恢復(fù)力完全由錨泊線(xiàn)的軸向彈力來(lái)提供。但是受力方式的改變，使錨基受到了會(huì)隨著錨泊線(xiàn)的長(zhǎng)度的增加而減少的垂向力作用，因此張緊或半張緊形狀的錨泊系統(tǒng)對(duì)錨基要求更高。

2 錨泊線(xiàn)材料

錨泊線(xiàn)材料的成分選取除了考慮錨泊線(xiàn)狀態(tài)的要求外，還要考慮磨損破壞、老化和疲勞壽命等因素。不同類(lèi)型的錨泊線(xiàn)，如錨鏈、合成纖維繩、鋼絲繩等或它們之間的組合都已有應(yīng)用。

錨泊線(xiàn)一般由鋼絲繩和錨鏈組成，有時(shí)由于布置形式的需要，還要加上重塊和浮筒。錨鏈耐磨損、不易破壞，但一般較重，造價(jià)也高。對(duì)于懸鏈錨泊系統(tǒng)而言，錨泊線(xiàn)的長(zhǎng)度與水深成一定的比例關(guān)系。水越深，錨鏈越粗重，船體需要承擔(dān)錨泊線(xiàn)懸鏈部分的重量。深水半潛式平臺(tái)的錨泊系統(tǒng)需要的錨泊線(xiàn)長(zhǎng)、尺寸大，因而深海錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨著垂向載荷增加、水平恢復(fù)力降低、漂移增大和錨泊半徑大等問(wèn)題。

在深水錨泊系統(tǒng)中，為了降低重量和成本，一般不采用全鏈系統(tǒng)。由于同樣的斷裂強(qiáng)度，鋼絲繩比錨鏈輕得多，懸浮部分常常采用鋼絲繩代替錨鏈，增加系泊鏈的強(qiáng)度，減少上部張力。但鋼絲繩的抗磨損能力差，與錨連接并觸底的一段依然采用錨鏈。金屬索通常多根纏繞在一起，形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，有螺旋形、6股或多股等纏繞形式。隨著水深的增加，錨鏈-鋼絲繩組合系統(tǒng)的優(yōu)越性越來(lái)越明顯。當(dāng)產(chǎn)生相同的位移時(shí)，錨鏈-鋼絲繩這樣的多成分系統(tǒng)的回復(fù)力明顯大于全索鏈系統(tǒng)[4]。

在超深水的惡劣環(huán)境條件中，平臺(tái)的錨泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與以往的平臺(tái)有很大的不同。由于自重大，水平剛度小，錨鏈-鋼絲繩系統(tǒng)無(wú)法承擔(dān)外載荷，這些傳統(tǒng)的懸鏈線(xiàn)形狀的布置形式被張緊式的布置形式所代替。材料和構(gòu)成都不同的合成纖維繩由于具有強(qiáng)度/重量比大、彈性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛代替錨鏈和鋼絲繩。合成纖維繩的材料包括尼龍、聚酯、聚乙烯、聚丙烯等。這些新的錨泊材料的使用給工程提供了更多的選擇，但是與錨鏈和鋼絲繩相比，合成纖維繩顯示出來(lái)更加復(fù)雜的非線(xiàn)性作用，這使得其相關(guān)的機(jī)理特性、動(dòng)力因素的模擬等方面需要進(jìn)行更深入的研究，為深水錨泊系統(tǒng)中的使用提供更有效和精確的理論支撐。

3 錨設(shè)備的型式

錨是保持平臺(tái)固定在一定位置的關(guān)鍵設(shè)備。隨著錨的移動(dòng)，傳統(tǒng)的拖曳嵌入式錨的錨泊線(xiàn)張力能夠在錨鏈之間進(jìn)行相互調(diào)整，即使在惡劣的環(huán)境下，錨產(chǎn)生一定運(yùn)動(dòng)后還能具有相當(dāng)大的維持能力。

但是隨著水深的增加，平臺(tái)的錨泊定位系統(tǒng)有時(shí)要求考慮垂直方向的載荷，傳統(tǒng)的拖曳嵌入式錨只能產(chǎn)生水平方向的抓力，難以在深海的工作環(huán)境中發(fā)揮效用。另外錨泊線(xiàn)材料、狀態(tài)，海床狀況的改變也需要在不增加錨重的條件下提高抓力，這都導(dǎo)致了可以抵御垂直載荷的錨泊設(shè)備及其基礎(chǔ)出現(xiàn)新的形式[5]。國(guó)內(nèi)外陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一些不同于傳統(tǒng)的拖曳嵌入式錨的其他形式的深海錨泊，以滿(mǎn)足深水域內(nèi)對(duì)大抓力深海錨泊的設(shè)計(jì)需求和發(fā)展趨勢(shì)。

4 模型試驗(yàn)

模型試驗(yàn)是研究新形式、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和錨泊受力等水動(dòng)力性能最重要的方法，可以幫助了解影響錨泊系統(tǒng)的因素，比數(shù)值模型更能反映平臺(tái)在海中的性能。數(shù)值模擬的驗(yàn)證以及數(shù)學(xué)模型中眾多的水動(dòng)力系數(shù)的校準(zhǔn)也主要依賴(lài)于平臺(tái)及其錨泊系統(tǒng)在給定的海洋環(huán)境中的模型試驗(yàn)結(jié)果，因此，平臺(tái)及其錨泊系統(tǒng)的模型試驗(yàn)是推進(jìn)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。

比例尺的影響在物理模型試驗(yàn)中扮演了重要的角色。尤其是帶有擴(kuò)展式錨泊系統(tǒng)的平臺(tái)要求實(shí)驗(yàn)時(shí)所占的海底面積的半徑約是水深的五倍，這對(duì)縮尺比的要求更加高，更加難處理。一般認(rèn)為縮尺比在1∶50～1∶100之間取值是比較合理的。當(dāng)采用縮尺比大于100的超小比例模型試驗(yàn)時(shí)，毛細(xì)現(xiàn)象(表面張力)、粘性等因素所產(chǎn)生的影響都不可忽略，再加上造波能力的限制，水域的加深對(duì)于傳統(tǒng)的模型比例的要求已超過(guò)現(xiàn)有的試驗(yàn)水池的能力[6]。目前，實(shí)驗(yàn)室中可以采用的最大的比例尺為1∶170。

在實(shí)際工程中，許多深海平臺(tái)的工作水深已達(dá)到3 000 m，并仍有向更深海域進(jìn)軍的趨勢(shì)。所以國(guó)際海洋工程界的學(xué)者們面對(duì)由于尺度上的限制，無(wú)法完成全深水錨泊系統(tǒng)模型的現(xiàn)狀，提出了幾種解決的途徑。其中用截?cái)噱^泊線(xiàn)的混合試驗(yàn)方法(hybrid model testing technique)成為最有效的解決辦法。在實(shí)驗(yàn)后需要對(duì)模型試驗(yàn)中截?cái)嗟牟糠诌M(jìn)行數(shù)值重構(gòu)，因此這是將理論數(shù)值計(jì)算模型和物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)合起來(lái)的試驗(yàn)方法，是一種強(qiáng)有力的深水平臺(tái)研究工具。

5 數(shù)值模擬

隨著水深的增加，由于模型大小、水池尺度、水池造波機(jī)的能力等因素的限制，深海中的錨泊系統(tǒng)很難進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)。而且錨泊系統(tǒng)的實(shí)際工作環(huán)境十分復(fù)雜多變，難以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行全面的模擬。因此盡管模型試驗(yàn)是一種相當(dāng)有效的研究手段，但僅有這種手段不能確保得到令人滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)。這意味著模型試驗(yàn)應(yīng)和理論分析方法與計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，使得錨泊系統(tǒng)的數(shù)值模擬變得越來(lái)越重要。而且，復(fù)雜的浮體/錨泊線(xiàn)/立管系統(tǒng)響應(yīng)的理論對(duì)于發(fā)展混合模型試驗(yàn)也是很必要的。

由于平臺(tái)向深海發(fā)展，用傳統(tǒng)的計(jì)算方法預(yù)測(cè)幾何形狀、載荷、海底摩擦等原因引起的錨泊線(xiàn)的強(qiáng)非線(xiàn)性和平臺(tái)系統(tǒng)的響應(yīng)不再有效。因此，在深水?dāng)?shù)值模擬中，動(dòng)力模型代替了準(zhǔn)靜力模型，非線(xiàn)性時(shí)域方法代替了頻域線(xiàn)性方法，耦合分析代替了非耦合分析。這些深水錨泊系統(tǒng)的數(shù)值模型對(duì)于計(jì)算機(jī)能力的高要求使許多問(wèn)題有待解決。

5.1 錨泊系統(tǒng)靜力分析

錨泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在許多情況下要決定錨索在靜止情況下的形狀及張力分布。特別在定位問(wèn)題中，常需要知道被系泊結(jié)構(gòu)的位移與張力的關(guān)系。因此，錨索的靜力學(xué)問(wèn)題在工程上有很大的實(shí)際意義。浮動(dòng)平臺(tái)的錨鏈系統(tǒng)一般由多根錨鏈組成，作用在錨鏈上的力有水動(dòng)力、重力和張力等，具有明顯的非線(xiàn)性特征，但對(duì)錨鏈動(dòng)力分析進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)需要很長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般在方案設(shè)計(jì)階段沒(méi)必要進(jìn)行很詳細(xì)的動(dòng)力分析，這時(shí)往往做一些簡(jiǎn)化，以快速得到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和受力特性，供設(shè)計(jì)參考[7]。準(zhǔn)靜力分析方法計(jì)算簡(jiǎn)便，與各種規(guī)范中較大的安全系數(shù)相配合后，能夠滿(mǎn)足一定的精度要求，大量的工程實(shí)踐已經(jīng)證明了其安全性。該方法目前仍具有一定的生命力，可以作為初步設(shè)計(jì)的依據(jù)，也可以作為動(dòng)力分析的基礎(chǔ)。通過(guò)錨泊系統(tǒng)的準(zhǔn)靜力計(jì)算可研究在穩(wěn)態(tài)載荷作用下錨泊線(xiàn)的受力和形狀，對(duì)錨泊系統(tǒng)布置形式、錨泊線(xiàn)材料和成分等特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇[8]。

準(zhǔn)靜力分析中忽略了導(dǎo)索點(diǎn)的垂直運(yùn)動(dòng)、錨泊線(xiàn)的變形，以及與錨索質(zhì)量、阻尼、流體動(dòng)力有關(guān)的動(dòng)力效應(yīng)，用2D代替了3D效應(yīng)。由于假定條件過(guò)多，雖然計(jì)算簡(jiǎn)單并有解析解，但結(jié)果精度不足，尤其是當(dāng)錨鏈上作用的流體作用力較大或錨鏈線(xiàn)有三維運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或錨鏈線(xiàn)有彈性變形時(shí)，結(jié)果更差。對(duì)于錨泊線(xiàn)本身的載荷來(lái)說(shuō)，在水深不大的情況下，應(yīng)用準(zhǔn)靜定假設(shè)所得到的結(jié)果是可以應(yīng)用的，但是當(dāng)水深較大時(shí)，準(zhǔn)靜定分析將低估錨泊線(xiàn)的受力。隨著人們對(duì)錨泊系統(tǒng)研究的深入，傳統(tǒng)的準(zhǔn)靜力分析方法受到了挑戰(zhàn)。

5.2 錨泊系統(tǒng)動(dòng)力分析

準(zhǔn)確預(yù)估半潛式平臺(tái)在風(fēng)、浪、流等環(huán)境條件的作用下運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的錨泊線(xiàn)張力變化的動(dòng)力特性對(duì)平臺(tái)錨泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安全和操作都有著重要的意義。由于各種原因過(guò)去雖然也認(rèn)識(shí)到動(dòng)力分析的重要性，但是設(shè)計(jì)時(shí)往往忽略動(dòng)力作用。隨著水深的增加，動(dòng)力分析越來(lái)越重要。

在深水平臺(tái)的錨泊系統(tǒng)中，錨泊線(xiàn)長(zhǎng)，尺寸大，對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度也大；風(fēng)、浪、流的影響也不同于一般的水深，受力越來(lái)越復(fù)雜。在同一動(dòng)力載荷條件下，不同結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)是不同的，反應(yīng)的大小與結(jié)構(gòu)的自振頻率有著直接的關(guān)系。在不規(guī)則波中，差頻分量的頻率很低，與浮體-錨泊系統(tǒng)的水平振蕩頻率相接近，會(huì)造成上部浮體在水平方向上做大振幅低頻振蕩，在錨鏈中誘發(fā)很大的張力，甚至導(dǎo)致破壞。而和頻波浪力的頻率較高，會(huì)與浮體-錨索系統(tǒng)的垂向振動(dòng)頻率相接近，造成浮體在垂向的持續(xù)振蕩，引起錨索的疲勞。在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)特別注意錨泊系統(tǒng)的動(dòng)力特性，以避開(kāi)與海浪產(chǎn)生共振，從而避免錨索疲勞破壞。

在共振響應(yīng)下，阻尼對(duì)系統(tǒng)的振蕩幅值有重要的影響，波浪阻尼是其中的一項(xiàng)重要部分，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，使整個(gè)系統(tǒng)的阻尼水平有所降低，造成振動(dòng)幅值的加大。錨泊系統(tǒng)隨結(jié)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)，它不僅提供復(fù)原力，限制船體的運(yùn)動(dòng)，同樣將提供慢蕩阻尼。對(duì)于給定的錨泊布置方式，所產(chǎn)生的阻尼的比例將隨水深的增加而增加，最多可以占到所有阻尼的80%。要精確預(yù)報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，正確估算這一阻尼部分，必須考慮由流體載荷、錨泊線(xiàn)的阻尼、慣性質(zhì)量和回復(fù)力的影響。再加上水深的增加，非線(xiàn)性的影響也增加。在這些情況下，都需用動(dòng)力分析模型用來(lái)替代準(zhǔn)靜力分析模型來(lái)進(jìn)行分析。過(guò)去幾十年來(lái)，已建立的一系列計(jì)算錨泊線(xiàn)動(dòng)力問(wèn)題的模型，總的來(lái)說(shuō)可以將這些方法歸結(jié)為時(shí)域和頻域兩種解法。

另外，工程中風(fēng)險(xiǎn)的可靠性評(píng)價(jià)要求的提高，平臺(tái)服務(wù)壽命的延長(zhǎng)，新型系泊系統(tǒng)的出現(xiàn)和新材料的采用也導(dǎo)致錨泊線(xiàn)動(dòng)力特性與傳統(tǒng)的有較大差別等原因，使動(dòng)力學(xué)分析顯得越來(lái)越重要。而計(jì)算工具的發(fā)展使得非線(xiàn)性、多自由度系統(tǒng)動(dòng)力分析的成本降低，也使得在設(shè)計(jì)中可以更精確地計(jì)入錨泊線(xiàn)的動(dòng)力載荷[9]。深水平臺(tái)對(duì)計(jì)算方法的要求使得一些組織對(duì)平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)則進(jìn)行了修改。API規(guī)范就建議將準(zhǔn)靜力分析方法的應(yīng)用范圍限制在初步設(shè)計(jì)階段，而對(duì)最終設(shè)計(jì)階段采用動(dòng)力分析法。

5.3 錨泊系統(tǒng)與浮體的耦合計(jì)算

當(dāng)前海洋深水開(kāi)發(fā)所用的浮式平臺(tái)系統(tǒng)多為平臺(tái)與錨泊系統(tǒng)的耦合體，這樣，平臺(tái)與錨泊系統(tǒng)之間必將有相互影響及相互作用。但是以往作平臺(tái)的波浪響應(yīng)分析時(shí)，錨泊系統(tǒng)的作用一般是忽略不計(jì)的或只考慮靜力回復(fù)力，而沒(méi)有將它們同平臺(tái)作為一體進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和錨泊系統(tǒng)的載荷影響一般都是先由線(xiàn)性頻域過(guò)程的繞/輻射理論計(jì)算上部平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和受力，然后根據(jù)非線(xiàn)性時(shí)域理論，利用根據(jù)得到的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)量來(lái)計(jì)算錨泊線(xiàn)的動(dòng)力載荷響應(yīng)。這種分離的計(jì)算用簡(jiǎn)化的方法處理了低頻運(yùn)動(dòng)的錨泊系統(tǒng)的重要阻尼影響，沒(méi)有考慮平臺(tái)的波頻運(yùn)動(dòng)對(duì)錨泊系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。隨著水深的增加，錨泊系統(tǒng)與平臺(tái)的相互影響越來(lái)越顯著，簡(jiǎn)化計(jì)算的結(jié)果其精確性越來(lái)越低。

因此，平臺(tái)和錨泊系統(tǒng)不能單獨(dú)計(jì)算，必須作為一個(gè)整體來(lái)考慮。耦合分析已經(jīng)成為深水中設(shè)計(jì)和檢查方式的主要推薦的方法。

耦合分析方法可分為時(shí)域和頻域兩種解法。傳統(tǒng)的頻域分析計(jì)算簡(jiǎn)單、快速，可以直觀地在一定程度上表現(xiàn)平臺(tái)的錨泊系統(tǒng)慢蕩運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼的機(jī)理以及主要的控制因素等系統(tǒng)特征[10]，被廣泛用于實(shí)際海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。但是在應(yīng)用頻域法時(shí)，所有的非線(xiàn)性項(xiàng)都要進(jìn)行線(xiàn)性化，因?yàn)轭l域法原則上只是用于線(xiàn)性系統(tǒng)，如要正確處理好非線(xiàn)性情況，時(shí)域分析方法顯而易見(jiàn)是最為有效的方法[11]。時(shí)域解法在模型化時(shí)可考慮所有的非線(xiàn)性、漂移力作用與粘性阻尼的影響。這種方法在每一時(shí)間步長(zhǎng)上，對(duì)每一質(zhì)量項(xiàng)、阻尼項(xiàng)、剛度項(xiàng)和載荷項(xiàng)都必須重新計(jì)算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)物與錨系的耦合求解，計(jì)算比較復(fù)雜費(fèi)時(shí)，但是這種處理方法在工程上有較廣的適用性。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，海洋油氣資源開(kāi)發(fā)向深海發(fā)展已成為必然趨勢(shì)，深水平臺(tái)的數(shù)量隨之迅速增長(zhǎng)。隨著水深的增加，錨泊系統(tǒng)的各個(gè)方面的研究方法、設(shè)計(jì)方法都有所不同，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析方法不再適用，數(shù)值和物理模型的研究也成為巨大的挑戰(zhàn)。在深水平臺(tái)錨泊系統(tǒng)中，錨泊線(xiàn)的布置方式發(fā)生了改變，合成纖維繩也取代鋼質(zhì)錨鏈作為錨泊線(xiàn)材料，吸力式沉箱錨等不同錨設(shè)備也代替了傳統(tǒng)的拖曳錨。這些改變也促使新材料的機(jī)理、各種惡劣的環(huán)境條件下系統(tǒng)的動(dòng)力行為、船體-錨泊系統(tǒng)的耦合計(jì)算研究，以及各種物理模型實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

我國(guó)目前已經(jīng)具備200 m水深內(nèi)的自主開(kāi)發(fā)能力，最深可達(dá)300 m，但與目前國(guó)際上公認(rèn)成熟的作業(yè)水深1 500 m相比還存在較大差距，應(yīng)該積極進(jìn)行深海技術(shù)的儲(chǔ)備，進(jìn)一步開(kāi)展深海平臺(tái)技術(shù)的研究，為深海開(kāi)發(fā)創(chuàng)造條件。

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