ICS75.180.10 SY E94 备案号：53507—2016 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T100402016 代替SY/T10040—2002 浮式结构物定位系统设计与分析 Design and analysis of stationkeeping systems for floating structures 2016-01-07发布 2016-06-01实施 国家能源局 发布 SY/T10040——2016 目 次 前言： 范围 1 2 基本考虑 2.1 定位系统介绍 2.2 系泊部件 2.3 永久性和移动式系泊系统 2.4 设计考虑因素 2.5 系泊系统可预见的危害 10 环境准则 3 12 3.1 环境条件 12 3.2 环境数据. 3.3 风 13 3.4 波浪 4 3.5 海流 14 3.6 水深 14 3.7 土壤和海床条件 3.8 大气结冰 3.9 海生物 14 环境力和浮体运动 4 14 4.1 基本考虑 14 4.2 环境力和浮体运动计算指南 4.3 简化方法 15 系泊强度分析 15 5.1 基本考虑 15 5.2 系泊分析工况 17 5.3 浮体偏移 18 5.4 系泊缆张力 18 5.5 峰值统计 61 5.6 基于频域浮体动力学的强度分析 20 5.7 基于时域浮体动力学的强度分析 5.8 基于时域和频域组合浮体动力学的强度分析 22 5.9 推进器辅助系泊（TAM） 22 5.10 瞬态分析 23 SY/T10040—2016 疲劳分析 6 .24 6.1 基本考虑 -24 6.2 系泊部件的抗疲劳能力 .24 6.3 疲劳分析公式 .27 6.4 疲劳分析过程 .30 设计准则 30 7.1 浮体偏移· 30 7.2 系泊缆张力 30 7.3 系泊缆长度 ..31 7.4 锚系统 31 7.5 疲劳寿命 7.6 腐蚀与磨损 .32 7.7 间距· 33 7.8 支持结构 33 系泊部件 ·33 8.1 基本考虑 .33 8.2 系泊缆组件 ·34 8.3 锚机设备 ·35 8.4 监测设备 -35 动力定位系统 :36 6 9.1 基本考虑 .36 9.2 设计与分析 ·36 9.3 操作人员 ·39 10 参考文献· 39 附录A（资料性附录） 系泊部件的介绍 40 附录B（资料性附录） 推荐风谱 58 附录C（资料性附录） 环境作用力和浮体运动估算的简化方法 ·63 附录D（资料性附录） 拖电埋人式锚设计 ·77 附录E（资料性附录） 桩锚和平板锚的设计和安装 附录F（资料性附录） 有效推力的确定 115 附录G（资料性附录） 系泊强度可靠性 121 附录H（资料性附录） 涡激运动的系泊设计 ：124 附录CH（资料性附录） 附录H的补充一一基于涡激运动（VIM）的系泊系统设计 130 附录I（资料性附录） 深水浮式系统总体性能分析指南 143 附录J（资料性附录） 系泊强度和疲劳分析实例 167 II SY/T10040—2016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准等同采用：APIRP2SK：2005Designandanalysisofstationkeepingsystemsforfloatingstructures （第三版）。 为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改： 删除了APIRP2SK：2005特别声明和API前言。 删除了APIRP2SK：2005的订购表和通讯地址页。 一用“本标准”替代“本推荐作法”。 为便于使用者查阅，本标准章节的编排与原文保持一致，未做改动。 在海洋石油与天然气开发工程设计、建造和使用中涉及原标准所在国政府和其他主管当局的法 令、法规和规定时，应按中华人民共和国政府或政府主管部门颁布的相关法令、法规和规定执行。 本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出井归口。 本标准起草单位：中海油研究总院。 本标准起草人员：范模、谢彬、马巍巍、李达、易丛、白雪平、陈国龙、谭越、张威、冯玮、王 俊荣、肖越。 SY/T10040—2016 浮式结构物定位系统设计与分析 1范围 本标准的目的在于为浮式结构物定位系统提出一种合理的分析、设计或评价的方法。这种方法 提供了一个统一的分析工具，通过这个工具，在了解了某一特定海域的环境条件、系泊状态下的装 置特性及其他因素的情况下，就能确定系泊系统的适应性和安全性。本标准阐述了定位系统（铺 泊、动力定位或推进器辅助系泊）的设计、分析和操作，给出了可移动式锚泊及永久性锚泊的不同 设计要求。 本标准中描述的设计过程基于确定性方法，其中系泊系统的响应，例如系泊缆张力、浮体位移及 锚端力等，是在某一重现期定义的设计环境条件下进行计算的。然后，根据系泊缆强度、浮体位移及 锚端承载力要求校核系泊系统的响应值，以保证其相对系泊系统破环或过大的浮体位移而言的安全系 数。注意：该设计方法的可靠度水平可能与附录G中介绍的方法不同。 浮式结构物系泊技术发展迅速。在有足够资料可用的领域，本标准提供了具体而详细的推荐做 法；对于另一些领域，只做了一般性叙述，用以指出需要考虑的那些特殊点。鼓励设计人员使用所有 能获得的先进的科研成果。随着海洋工程技术的不断发展，本标准也将被修订，希望本标准中包含的 般性叙述将逐渐被详细的建议所替代。 本标准不涉及系泊锚链的检测及维护要求，也不包括合成纤维缆的系泊。这些内容在下面的API 规范中涉及： APIRP2I（参考文献[1])。 APIRP2SM（参考文献[2])。 2基本考虑 2.1定位系统介绍 浮式结构物的定位系统可采用单点系泊，也可采用多点系泊。单点系泊多用于船型装置，而多 点系泊多用于半潜式装置（SEMI）和深吃水立柱平台（SPAR）。定位系统的第三种形式是动力定位 DP）。动力定位作为一种定位方式，可单独使用，也可用来辅助悬链线系泊。动力定位既可用于船 型装置，也可用于半潜式装置。 2.1.1多点系泊 在一个典型的多点系泊系统中，在浮式结构物的各角布置成组的系泊缆以保证浮体方向的稳 定性。图1描述了一个采用悬链线多点系泊的半潜式平台。由于作用于半潜式平台或深吃水立柱 平台上的环境力对方向不太敏感，所以它们的多点系泊系统的设计只需保持浮体的位置而不用考 虑环境方向。然而，多点系泊系统也可用在对环境方向很敏感的船型装置上。系泊缆可为锚链 式、钢索式、纤维缆式或是三种形式的组合式。不论是传统的拖电锚还是桩锚都可用于系泊缆的 固定。 1