刚芹果 何晓东 赵程彰 聂健东 付香红

(河北大学建筑工程学院，河北 保定 071002)

Spar平台双层锚固系统研究★

刚芹果 何晓东 赵程彰 聂健东 付香红

(河北大学建筑工程学院，河北 保定 071002)

研究了单、双层锚固系统Spar平台做无阻尼横摇运动的幅值、频率，分析了锚链恢复力为线性函数时的平台振动频率公式，并着重探讨了锚链恢复力为非线性函数情形下的双层锚固平台横摇幅值、频率等特性。

Spar平台，双层锚固系统，平台横摇

0 引言

在深海水域，Spar平台的应用比较广泛，也是研究的热点。分析现有Spar平台单层锚链锚固系统的锚固原理，发现这种锚固系统存在缺陷。该类型锚固系统的明显不足之处：当平台在外部荷载(如海浪、海风)作用下摆动时，锚固系统刚度有限，平台摆动角度过大，严重时影响平台正常的采油工作。平台所受外载环境越是恶劣，这一缺点产生的影响就越是明显。为此，提出解决这一问题的双层锚链锚固系统方案。基于这一方案，分析了平台无阻尼横摇力学特性。

1 平台横摇控制基本方程

单自由度、无阻尼结构横摇控制方程:

J0α=∑M0

(1)

其中，J0为平台有效质量对于过质心的参考轴的转动惯量；α为横摇角加速度；∑M0为平面内外力矩之和。

由几何关系可知，当平台摆动角度为θ时，锚链水平位移:

y=hθ

(2)

其中，h为锚链与平台接点到平台质心的长度；θ为平台摆动角度。

2 平台运动特性分析

2.1 线性特性分析

先分析单层锚链锚固系统，模型平面示意图如图1所示。

锚链水平恢复力：