半潛式海洋平臺的案例
非對稱半潛式起重平臺系泊系統特性研究
摘要: 針對一個具有非對稱下浮體結構的新型半潛式起重平臺，基于三維勢流理論，采用水動力計算軟件Aqwa，根據系泊系統設計標準，對該平臺的懸鏈式系泊系統進行布置并進行3h時域系泊模擬。考慮3種不同的風浪流海況，研究此平臺的系泊系統特性。研究發現8根系泊纜方案較12根系泊纜方案更為經濟且能滿足性能要求，最后針對8根系泊纜方案選取了5種懸鏈松弛度，對比找出最佳松弛度，發現最佳松弛度為7.5。
關鍵詞：非對稱半潛式起重平臺；勢流理論；系泊系統；懸鏈松弛度
0 引言
半潛式平臺擁有優良的運動性能，在海上石油勘探、開采方面得到了廣泛的應用[1–2]，半潛式起重支持平臺在海上石油開發過程中有著不可替代的作用[3]。
本文研究的新型半潛式起重平臺（非對稱）（見圖1），與傳統的半潛平臺結構上有很大區別。結構關于中縱剖面非對稱，2臺起重機同時安裝在大浮筒一側，雙機同時作業時能有效靈活地調節起重平臺與被安裝平臺的距離，顯著提升作業效率。箱型上層單元主要是居住單元，艙室可容納750人[4]。平臺總排水量58206t，主浮筒長為137.75m，寬19.5m，高12m；副浮筒長為122m，寬13.5m，高12m。與之相對應的，主支柱長為22.5m，寬19.5m，高18m；支腿支柱長為16.5m，寬13.5m，高18m。箱型上層船體總長為81m，寬81m，高12.8m。平臺的具體主尺度參數如表1所示。
半潛式平臺系泊系統特性研究對于平臺及系泊的結構設計和性能優化具有重要意義。因為時域迭代的方法計算時間較長，為了做到平衡精度和效率，文獻[5–8]提出了一些有效的完全耦合計算方法。
展開 這艘撤單平臺交付～Northern Drilling將提前接收一座半潛式鉆井平臺
挪威船東John Fredriksen旗下鉆井公司Northern Drilling決定提前接收一座現代重工建造的半潛式鉆井平臺“West Mira”號，從而滿足租船合同要求。
去年6月，Northern Drilling與Wintershall簽署了“West Mira”號的租船合同，用于在Wintershall的Nova油田進行6口油井的鉆井工作，合同將從2020年3月開始。然而，近期，Northern Drilling宣布，Wintershall確認執行備選租約，從而將租船合同的開始實際提前到2019年第四季度。
如果Wintershall選擇執行租船合同中所有的前期備選租約，租船合同的實際開始時間將會提前至2019年第三季度。
受此影響，Northern Drilling將提前從現代重工接收“West Mira”號，目前這座半潛式鉆井平臺的交付時間已經調整至2018年12月初。
Northern Drilling介紹稱，“WestMira”號將成為世界上第一座配備低排放混合動力裝置的現代化鉆井平臺。將電池集成在鉆井平臺上的供電和配電系統中，預計能夠顯著降低燃料消耗、二氧化碳和硫氧化物排放。
Northern Drilling在2017年以3.65億美元的價格收購新建半潛式鉆井平臺“West Mira”號。這座半潛式鉆井平臺原本由Seadrill在現代三湖重工下單訂造，之后遭到撤單，最初造價約為5.68億美元。
展開 ANSYS AQWA系泊分析：漂浮式海洋牧場養殖裝置系泊系統設計
海洋中蘊含著豐富的自然資源和能源，有用于發電的風能、波浪能和潮流能，還有用于養殖的漁業資源。隨著人們對生活水平需求的不斷提升，海洋漁業的市場也在不斷擴展。為了滿足不斷增長的資源需求，越來越多的國家將養殖場地由海岸轉移至深海，而隨著海洋平臺技術的不斷發展，基于海洋能源平臺建立的“海洋牧場”是推進養殖產業轉型發展的重要方向。
近年來，越來越多的國家重視發展多功能海洋平臺，以半潛式海洋平臺結構為基礎，綜合風能-波浪能-潮流能海上互補發電海洋平臺，深水鉆井平臺、海洋牧場都是國際上主要探討和研究的話題。2012年，我國第六代深水半潛式鉆井平臺投入使用[1]，其最大作業水深達到2451m。2011年，日本開發制造了“Wind Lens”平臺[2]，整個平臺安裝了2臺風力機波浪能裝置和太陽能。2018年，世界第一座半潛式智能裝備海洋漁場“海洋漁場1號”于挪威海弗魯灣海域中投放[3]，整個裝置具備挪威先進的智能養殖技術同時結合了中國成熟的海洋平臺建造技術，總高69m，直徑110m，可抗12級臺風。漁場安裝有2萬多個各類傳感器以及100多個監控設備，在魚苗投放、喂食、實時監控和漁網清洗等方面都實現了智能化和自動化。
在系泊方面，KIM等[4]針對一種FPSO進行系泊系統時域耦合，分析了不同風浪下的浮體運動響應和系泊動力分析，并與試驗數據作對比。TANG等[5]通過建立網箱的時域數值模型，分析破損系泊系統下網箱的運動情況及系泊力的變化。LIN等[6]通過AQWA軟件對半潛式浮式平臺進行水動力性能及系泊系統分析，并研究了系泊對平臺水動力的影響。
展開 STAR-CCM+系泊問題：漂浮式海洋牧場養殖裝置系泊系統設計
海洋中蘊含著豐富的自然資源和能源，有用于發電的風能、波浪能和潮流能，還有用于養殖的漁業資源。隨著人們對生活水平需求的不斷提升，海洋漁業的市場也在不斷擴展。為了滿足不斷增長的資源需求，越來越多的國家將養殖場地由海岸轉移至深海，而隨著海洋平臺技術的不斷發展，基于海洋能源平臺建立的“海洋牧場”是推進養殖產業轉型發展的重要方向。
近年來，越來越多的國家重視發展多功能海洋平臺，以半潛式海洋平臺結構為基礎，綜合風能-波浪能-潮流能海上互補發電海洋平臺，深水鉆井平臺、海洋牧場都是國際上主要探討和研究的話題。2012年，我國第六代深水半潛式鉆井平臺投入使用[1]，其最大作業水深達到2451m。2011年，日本開發制造了“Wind Lens”平臺[2]，整個平臺安裝了2臺風力機波浪能裝置和太陽能。2018年，世界第一座半潛式智能裝備海洋漁場“海洋漁場1號”于挪威海弗魯灣海域中投放[3]，整個裝置具備挪威先進的智能養殖技術同時結合了中國成熟的海洋平臺建造技術，總高69m，直徑110m，可抗12級臺風。漁場安裝有2萬多個各類傳感器以及100多個監控設備，在魚苗投放、喂食、實時監控和漁網清洗等方面都實現了智能化和自動化。
在系泊方面，KIM等[4]針對一種FPSO進行系泊系統時域耦合，分析了不同風浪下的浮體運動響應和系泊動力分析，并與試驗數據作對比。TANG等[5]通過建立網箱的時域數值模型，分析破損系泊系統下網箱的運動情況及系泊力的變化。LIN等[6]通過AQWA軟件對半潛式浮式平臺進行水動力性能及系泊系統分析，并研究了系泊對平臺水動力的影響。
展開 
海上風電基礎型式
為了適應不同水深，不同的海上風電基礎形式也逐漸形成，主要包括以下型式：
1）單樁基礎：單樁基礎由鋼管焊接而成，根據安裝方式的不同，樁和塔架之間采用焊接法蘭或套管法蘭進行連接。單樁基礎可以通過兩種方式進入海床，液壓錘擊或鉆入，二者的選擇主要依靠樁直接來決定，單樁結構對水深變化具備一定的適應性，但其結構對基礎振動十分敏感，易受海床地質影響。
2）導管架基礎：由鋼管樁通過導管架固定結構物，可以保證平臺結構整體性，建造形式相對簡單，可利用其結構特點加大承載能力。導管架基礎適宜安裝在水深范圍在 20m-50m 左右的范圍內，其具有結構簡單、安全性高、造價較低的特點，所以導管架基礎的應用越來越廣泛。
3）重力基礎：其主要依靠自身的巨大體積和重量保持結構的穩定。該基礎結構在安裝前需提前進行海底安裝準備，但其結構相對簡單、造價低廉，受到海底沙粒影響較小，穩定性和可靠性均已通過工程實際得到了證實。
4）負壓桶（吸力桶）基礎：負壓筒基礎通常包括單桶和多桶兩種形式。該基礎形式適用于軟黏土，結構穩定性同樣依靠自身重力來實現，但其在安裝下沉的過程中極易出現傾斜，需不斷對其方向進行調整。目前，負壓筒基礎在海洋風電領域的應用并沒有得到推廣，可靠性也需要不斷地研究加以證實。
5）浮動平臺結構：浮動平臺結構，目前較為常見的主要有：張力腿平臺(TLP)、SPAR 型平臺和半潛式平臺等海洋油氣工業常用的結構形式，它們在近幾年逐漸應用于風力發電領域，其工作水深可達到200m 或更大水深海域，是進軍深海的重要基礎形式。
展開 船舶及海洋工程用鋼發展史
我國首次自主設計建造的3000m深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”所用鋼的強度已達到690MPa；北海油區海洋自升式平臺固定結構已使用500MPa以上，甚至750MPa高強度鋼，但我國海洋平臺用鋼強度不高、規格不全、耐腐蝕性能較差、配套工藝不完善等問題，仍限制了我國自主開發海洋資源的能力。
海工用鋼由于其特殊性，用戶在建造海洋平臺時，除采用船標外，還采用ASTM標準、API以及EN規范。例如，A517Q、A514Q經常用于制造自升式海洋平臺樁腿，EN10025鋼及API 2W、2Y、2Z鋼在海洋結構及海洋風電中應用廣泛。
按照ASTM(美國)、EN(歐洲)、各船級社以及API(美國石油協會)的規范或標準來劃分，寶鋼擁有四大系列海洋平臺用厚板產品。寶鋼集團浦鋼公司采用正火工藝開發了DH36－Z35、EH36－Z35等海洋石油平臺鋼板，各項性能指標均達到相關標準規范要求。采用調質工藝試制了屈服強度690MPa高強度海洋平臺用齒條鋼，同時自主研發的自升式海洋平臺樁腿用最大厚度為178mm的厚板。
舞鋼成功開發了A、B、D、E、AH32-EH32、AH36-EH36級海洋平臺用鋼和EH40、FH40、E500、E550、E520、E690、A514GrQ和A517GrQ等高強度鋼板。其生產的D36-Z35海工鋼，被用于我國第一個世界級深水項目——位于南海東部1500m深海區域的“荔灣3－1”氣田中。生產的A514GrQ齒條鋼最大厚度達215mm，比國外最大厚度還超出5mm，解決了自升式平臺升降機構齒條鋼、半圓板國產化的急需。
鞍鋼的鋼板級別涵蓋了普通強度A、B、D、E級和高強度AH32～EH32、AH36～EH36、AH40～EH40級的大線能量焊接用船體及海洋采油平臺用鋼系列，產品最大厚度為100mm，焊接線能量為100kJ/cm。
展開 船舶及海洋工程用鋼發展史
我國首次自主設計建造的3000m深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”所用鋼的強度已達到690MPa；北海油區海洋自升式平臺固定結構已使用500MPa以上，甚至750MPa高強度鋼，但我國海洋平臺用鋼強度不高、規格不全、耐腐蝕性能較差、配套工藝不完善等問題，仍限制了我國自主開發海洋資源的能力。
海工用鋼由于其特殊性，用戶在建造海洋平臺時，除采用船標外，還采用ASTM標準、API以及EN規范。例如，A517Q、A514Q經常用于制造自升式海洋平臺樁腿，EN10025鋼及API 2W、2Y、2Z鋼在海洋結構及海洋風電中應用廣泛。
按照ASTM(美國)、EN(歐洲)、各船級社以及API(美國石油協會)的規范或標準來劃分，寶鋼擁有四大系列海洋平臺用厚板產品。寶鋼集團浦鋼公司采用正火工藝開發了DH36－Z35、EH36－Z35等海洋石油平臺鋼板，各項性能指標均達到相關標準規范要求。采用調質工藝試制了屈服強度690MPa高強度海洋平臺用齒條鋼，同時自主研發的自升式海洋平臺樁腿用最大厚度為178mm的厚板。
舞鋼成功開發了A、B、D、E、AH32-EH32、AH36-EH36級海洋平臺用鋼和EH40、FH40、E500、E550、E520、E690、A514GrQ和A517GrQ等高強度鋼板。其生產的D36-Z35海工鋼，被用于我國第一個世界級深水項目——位于南海東部1500m深海區域的“荔灣3－1”氣田中。生產的A514GrQ齒條鋼最大厚度達215mm，比國外最大厚度還超出5mm，解決了自升式平臺升降機構齒條鋼、半圓板國產化的急需。
鞍鋼的鋼板級別涵蓋了普通強度A、B、D、E級和高強度AH32～EH32、AH36～EH36、AH40～EH40級的大線能量焊接用船體及海洋采油平臺用鋼系列，產品最大厚度為100mm，焊接線能量為100kJ/cm。
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