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张力腿平台

/tension leg platform/
条目作者刘利琴

刘利琴

最后更新 2024-12-03
浏览 184
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典型的半固定、半顺应式平台。主要的深海油气等资源平台形式之一。

英文名称
tension leg platform
所属学科
海洋学

通过平台总体设计和结构设计,使平台水下结构产生远大于平台自重的浮力,超出平台自重的浮力和作用在平台上的环境载荷由连接于平台主体结构与锚固基础之间的柔性腿承受,使柔性腿处于张紧状态,故称为张力腿平台。

根据张力腿平台结构形式进化的不同阶段,可分为第一代张力腿平台和第二代张力腿平台。第一代张力腿平台又称传统类型的张力腿平台。第二代张力腿平台出现于20世纪90年代初期,在继承传统类型张力腿平台优良运动性能和良好经济性的基础上,对结构形式进行了优化改进,使张力腿平台更适合于深海环境,并且降低了建造成本。投入生产实践的第二代张力腿平台共分为三大系列,分别是由美国大洋公司公司设计的海上之星系列张力腿平台、由MODEC公司设计的MOSES系列张力腿平台以及由ABB公司设计的延伸式张力腿平台(ETLP)。美国大洋公司设计的马特张力腿平台,中央柱直径25.6米,高度38.1米,由六根张力腿连接到海底定位,2004年安装在墨西哥湾,海域水深860米。

张力腿平台一般由平台上甲板、立柱(含横撑和斜撑)、下浮体(沉箱)、张力腿以及锚固基础等五大部分组成。平台上甲板位于水面以上,通过立柱与下浮体(沉箱)连接,立柱一般为圆柱形结构或棱柱形结构,其主要作用是为上甲板提供支撑和增强平台主体的结构刚度。平台的浮力由位于水面以下的立柱和下浮体(沉箱)提供。张力腿一般为三个或四个,每个张力腿由2~4根张力筋腱组成,上端固定在平台本体上,下端与海底锚固基础相连。有时增加侧向系缆,以增加平台侧向系泊刚度。

张力腿平台一般垂荡运动的固有周期为2~4秒,纵横荡运动的固有周期为100~200秒。横摇、纵摇运动固有周期均低于4秒,首摇运动的固有周期则高于40秒。整个结构的频率跨越波浪的一阶频率谱两端,可以避免结构和海浪能量集中的频率发生共振。

1954年,R.O.马什(R.O.Marsh)率先提出了采用倾斜系泊锁群固定的海洋平台方案,被公认为张力腿平台的鼻祖。1984年,Conoco公司在欧洲北海157米水深的Hutton油田安装了世界上第一座张力腿平台,其工作水深已达1250米。主要特点包括:①大载荷TLP,造价昂贵,张力筋腱自重过大。②迷你型TLP,运动性能优越,重量轻。③扩展型TLP-ETLP在主体设计上的改进使该平台耗钢量大大减少,属于经济型平台。

  • 董艳秋.深海采油平台波浪载荷及响应.天津:天津大学出版社,2005.

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