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海洋平臺錨泊定位系統(tǒng)船舶工程學(xué)院－－陳明海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計原理講義（10）海洋平臺錨泊定位系統(tǒng)船舶工程學(xué)院－－陳明海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計原理講1一、概述1.錨泊系統(tǒng)分類（1）臨時錨泊系統(tǒng)CCS規(guī)定所有移動式鉆井平臺要求配備臨時錨泊系統(tǒng)。與一般鋼質(zhì)海船一樣，用舾裝數(shù)來確定錨的數(shù)量和大小。（2）定位錨泊系統(tǒng)

浮在水面上作業(yè)的鉆井船和半潛式平臺一般用錨泊定位系統(tǒng)，規(guī)范中不規(guī)定其形式，由設(shè)計方?jīng)Q定，但要滿足規(guī)范中的對臨時錨泊系統(tǒng)的要求，向下兼容。一、概述1.錨泊系統(tǒng)分類2一、概述2.動力定位系統(tǒng)是浮式鉆井船或半潛式平臺依靠自身得動力，使其在風(fēng)、浪、流等外力的作用下保持所要求的水平面內(nèi)的位置的一種定位系統(tǒng)。主要包括傳感器、控制和推進(jìn)器三個系統(tǒng)組成。價格昂貴，一般僅在錨定位有困難或深水區(qū)才采用動力定位系統(tǒng)。一、概述2.動力定位系統(tǒng)3一、概述3.錨泊系統(tǒng)的布置形式（1）臨時錨泊系統(tǒng)一般設(shè)在平臺的首部，系泊時將平臺的首部拉住。這樣不論風(fēng)浪來自任何方向，平臺的首部始終迎著波浪方向，而保持受力較小，活動范圍較大。一、概述3.錨泊系統(tǒng)的布置形式4一、概述3.錨泊系統(tǒng)的布置形式（1）定位錨泊系統(tǒng)海上風(fēng)浪可能來自任何方向，因此需要將錨索拉向四面八方，即呈現(xiàn)輻射狀，才能實現(xiàn)定位功能。通常根據(jù)平臺的形狀布置，矩形平臺8（4）根，三角型平臺9（3）根，五角型為10（5）根。為了提高定位能力在錨索上加預(yù)張力，每根錨索加上相同的預(yù)張力。定位錨一般要對稱布置?？紤]到某個方向來流較大可以不均勻布置。一、概述3.錨泊系統(tǒng)的布置形式58錨均布10錨均布9錨均布3030度－60度對稱304030度－70度對稱904545度－90度對稱(8錨或10錨)8錨均布10錨均布9錨均布3030度－60度對稱3040306二、錨及錨索1.錨錨的種類繁多，移動式平臺使用轉(zhuǎn)爪錨。錨爪角錨柄錨桿（穩(wěn)定桿）錨爪錨爪角a二、錨及錨索1.錨錨柄錨桿（穩(wěn)定桿）錨爪錨爪角a7LvTFPA＝17～20度合適錨柄拉力：T錨重力：P錨爪面土壤阻力：FF與錨爪面法向夾角b與土壤摩擦力有關(guān)錨能入土的條件是T、P、F三個力對點A的力矩MA>0錨爪角a的合適范圍a=30~35(沙性土)a=50左右(軟土)a＝25～30（硬粘土）ba拉力T的提升角度（與水平方向的夾角）提升角＝0時爪力最大；Tmax與土壤、錨埋藏深度、錨爪有效面積與錨爪面的粗糙度因素有關(guān)；使提升角等于0，必須使錨索具有足夠的長度。LvTFPA＝17～20度合適ba拉力T的提升角度82.錨泊線錨泊線是指錨鏈、錨索以及它們上面的各種塊重和浮力器件的組合。錨鏈：由鏈環(huán)組成，鏈環(huán)有無檔鏈環(huán)和有檔鏈環(huán)兩種，同樣鏈徑的有檔鏈環(huán)的強度比無檔鏈環(huán)高20％。離岸作業(yè)錨泊系統(tǒng)大多使用2.5~4inch直徑的鏈環(huán)。錨索：一般是使用鋼絲索，它是由若干根鋼絲先擰成股，再由股擰成索。股與索擰的方向相同叫做“順繞”，否則叫做“交叉繞”。鋼絲索的中心有個纖維芯。芯是鋼絲索的基礎(chǔ)。負(fù)載時芯支持股保持在各自位置；芯中油脂可以潤滑，減小鋼絲間摩擦；使索容易彎曲。索的優(yōu)點：重量輕（是鏈的0.2~0.25）索的缺點：容易擦傷，紐結(jié)、腐蝕疲勞，難接頭，必須有卷筒。鏈的優(yōu)點：耐摩、吸收的動載荷大鏈的缺點：重量大錨桿（穩(wěn)定桿）2.錨泊線錨桿（穩(wěn)定桿）9LvTFPA＝17～20度合適錨柄拉力：T錨重力：P錨爪面土壤阻力：FF與錨爪面法向夾角b與土壤摩擦力有關(guān)錨能入土的條件是T、P、F三個力對點A的力矩MA>0錨爪角a的合適范圍a=30~35(沙性土)a=50左右(軟土)a＝25～30（硬粘土）ba拉力T的提升角度（與水平方向的夾角）提升角＝0時爪力最大；Tmax與土壤、錨埋藏深度、錨爪有效面積與錨爪面的粗糙度因素有關(guān)；使提升角等于0，必須使錨索具有足夠的長度。LvTFPA＝17～20度合適ba拉力T的提升角度10（1）微元靜力分析TT0無彈性懸垂線xy（2）（1）（1）微元靜力分析TT0無彈性懸垂線xy（2）（1）11（2）微元靜力微分方程由上面兩個式得到：分析dT可知：(4)(3)(6)(5)(7)(8)(9)（2）微元靜力微分方程由上面兩個式得到：分析dT可知：(412（2）微元靜力微分方程（6）（5）（9）（10）由于（8）（7）由（5）和（8）式得：（2）微元靜力微分方程（6）（5）（9）（10）由于（8）13（3）微元靜力微分方程在a、b兩點間積分，T0和W為常量類似方法積分得到：（11）（12）（3）微元靜力微分方程在a、b兩點間積分，T0和W為常量類14（3）微元靜力微分方程積分得到：（13）（6）（5）（3）微元靜力微分方程積分得到：（13）（6）（5）15（3）對單一錨泊線的方程整理（10）（11）（12）（13）TT0xy最低點的切線方向水平，此處張力T0懸垂線上任意點張力的水平分量相等：S代表兩端橫向距離替代x，h代表水深替代y，并將Tb與換成T和得到如下方程組：（3）對單一錨泊線的方程整理（10）（11）（12）（1316（3）對單一錨泊線的方程整理（14）（15）（16）（17）WlT0xyS代表兩端橫向距離替代x，h代表水深替代y，并將Tb與換成T和得到如下方程組：T0T（3）對單一錨泊線的方程整