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1、海洋平台锚泊定位系统,船舶工程学院陈明,海洋结构物设计原理讲义（10）,一、概述,1.锚泊系统分类（1）临时锚泊系统 CCS规定所有移动式钻井平台要求配备临时锚泊系统。与一般钢质海船一样，用舾装数来确定锚的数量和大小。（2）定位锚泊系统 浮在水面上作业的钻井船和半潜式平台一般用锚泊定位系统，规范中不规定其形式，由设计方决定，但要满足规范中的对临时锚泊系统的要求，向下兼容。,一、概述,2.动力定位系统 是浮式钻井船或半潜式平台依靠自身得动力，使其在风、浪、流等外力的作用下保持所要求的水平面内的位置的一种定位系统。主要包括传感器、控制和推进器三个系统组成。价格昂贵，一般仅在锚定位有困难或深水区才采
2、用动力定位系统。,一、概述,3.锚泊系统的布置形式（1）临时锚泊系统 一般设在平台的首部，系泊时将平台的首部拉住。这样不论风浪来自任何方向，平台的首部始终迎着波浪方向，而保持受力较小，活动范围较大。,一、概述,3.锚泊系统的布置形式（1）定位锚泊系统 海上风浪可能来自任何方向，因此需要将锚索拉向四面八方，即呈现辐射状，才能实现定位功能。通常根据平台的形状布置，矩形平台8（4）根，三角型平台9（3）根，五角型为10（5）根。为了提高定位能力在锚索上加预张力，每根锚索加上相同的预张力。定位锚一般要对称布置。考虑到某个方向来流较大可以不均匀布置。,8锚均布,10锚均布,9锚均布,30,30度60度对
3、称,30,40,30度70度对称,90,45,45度90度对称(8锚或10锚),二、锚及锚索,1.锚 锚的种类繁多，移动式平台使用转爪锚。锚爪角,锚柄,锚杆（稳定杆）,锚爪,锚爪角 a,Lv,1720度合适锚柄拉力：T锚重力：P锚爪面土壤阻力：FF与锚爪面法向夹角b与土壤摩擦力有关锚能入土的条件是T、P、F三个力对点A的力矩MA0锚爪角a的合适范围a=3035(沙性土)a=50左右(软土)a2530（硬粘土）,b,a,拉力T的提升角度（与水平方向的夹角）提升角0时爪力最大；Tmax与土壤、锚埋藏深度、锚爪有效面积与锚爪面的粗糙度因素有关；使提升角等于0，必须使锚索具有足够的长度。,2.锚泊线
4、锚泊线是指锚链、锚索以及它们上面的各种块重和浮力器件的组合。锚链：由链环组成，链环有无档链环和有档链环两种，同样链径的有档链环的强度比无档链环高20。离岸作业锚泊系统大多使用2.54 inch直径的链环。锚索：一般是使用钢丝索，它是由若干根钢丝先拧成股，再由股拧成索。股与索拧的方向相同叫做“顺绕”，否则叫做“交叉绕”。钢丝索的中心有个纤维芯。芯是钢丝索的基础。负载时芯支持股保持在各自位置；芯中油脂可以润滑，减小钢丝间摩擦；使索容易弯曲。索的优点：重量轻（是链的0.20.25）索的缺点：容易擦伤，纽结、腐蚀疲劳，难接头，必须有卷筒。链的优点：耐摩、吸收的动载荷大链的缺点：重量大,锚杆（稳定杆）,
5、Lv,1720度合适锚柄拉力：T锚重力：P锚爪面土壤阻力：FF与锚爪面法向夹角b与土壤摩擦力有关锚能入土的条件是T、P、F三个力对点A的力矩MA0锚爪角a的合适范围a=3035(沙性土)a=50左右(软土)a2530（硬粘土）,b,a,拉力T的提升角度（与水平方向的夹角）提升角0时爪力最大；Tmax与土壤、锚埋藏深度、锚爪有效面积与锚爪面的粗糙度因素有关；使提升角等于0，必须使锚索具有足够的长度。,二、系泊系统静力分析,1.无弹性悬垂线方程,T,T0,无弹性悬垂线(锚索抽象),线本身无弹性仅仅承受拉力单位长度自身重量w线与地面相切处为原点,x,y,（1）微元静力分析,（2）,（1）,（2）微元
6、静力微分方程,由上面两个式得到：,分析dT可知：,(4),(3),(6),(5),(7),(8),(9),（2）微元静力微分方程,（6）,（5）,（9）,（10）,由于,（8）,（7）,由（5）和（8）式得：,（3）微元静力微分方程,在a、b两点间积分，T0和W为常量,类似方法积分得到：,（11）,（12）,（3）微元静力微分方程,积分得到：,（13）,（6）,（5）,（3）对单一锚泊线的方程整理,（10）,（11）,（12）,（13）,最低点的切线方向水平，此处张力T0悬垂线上任意点张力的水平分量相等：,S代表两端横向距离替代x，h代表水深替代y，并将Tb与 换成T和 得到如下方程组：,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
