ICS75.180.10 E 94 备案号：53507—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 100402016 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 filoating 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
III
范围基本考虑 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环境准则 3.1 环境条件 3.2 环境数据 3.3 风 3.4 波浪 3.5 海流 3.6 水深 3.7 土壤和海床条件 3.8 大气结冰 3.9 海生物环境力和浮体运动 4.1 基本考虑 4.2 环境力和浮体运动计算指南 4.3 简化方法系泊强度分析
2
10
3
12
2
13 13 14
.
14 : 14 14 : 14 14
14 14 .15 15
4
5
15 15 17 ·18 : 18 · 19 20 21 .22 · 22 23
5.1 基本考虑 5.2 系泊分析工况 5.3 浮体偏移… 5.4 系泊缆张力 5.5 峰值统计 5.6 基于频域浮体动力学的强度分析 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 5.9 推进器辅助系泊（TAM) 5.10 瞬态分析
- SY/T 10040—2016
6疲劳分析
24
6.1 基本考虑 6.2 系泊部件的抗疲劳能力 6.3 疲劳分析公式 6.4 疲劳分析过程设计准则 7.1 浮体偏移 7.2 系泊缆张力 7.3 系泊缆长度
24 24 ·27 :30
:30
7
30 30 ·31 .31 .32 32 33 ·33
7.4 锚系统 7.5 疲劳寿命 7.6 腐蚀与磨损 7.7 间距 7.8 支持结构系泊部件
8
33 ·33 :34 ·35 ·35
8.1 基本考虑 8.2 系泊缆组件 8.3 锚机设备 8.4 监测设备动力定位系统
·36 ·36 ...36 ·39 :39 · 40 :58 · 63 .77 ..85 115 121 124 130 143 167
9
9.1 基本考虑 9.2 设计与分析 9.3 操作人员 10 参考文献附录A（资料性附录） 系泊部件的介绍附录B（资料性附录） 推荐风谱附录C（资料性附录）环境作用力和浮体运动估算的简化方法附录D（资料性附录） 拖电埋入式锚设计附录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） 有效推力的确定附录G（资料性附录） 系泊强度可靠性附录H（资料性附录） 涡激运动的系泊设计附录CH (资料性附录) 附录H的补充- -基于涡激运动（VIM）的系泊系统设计附录I（资料性附录） 深水浮式系统总体性能分析指南附录J（资料性附录） 系泊强度和疲劳分析实例
II SY/T 10040—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：2005Design and analysis of stationkeeping systems for floating structures （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。 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并归口。 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。
III SY/T 10040—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（锚泊、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坏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一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])。 一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 SY/T100402016
绞车或绞盘
导缆器
锚头缆浮标、
锚头缆、
系泊缆-
销
图1多点系泊系统
如图2所示，采用多点系泊系统与张力腱的组合将张力腿平台限制在位，以提高基本张力腿平台概念的操作性和可靠性。这种多点系泊系统的布置和设计与用于半潜式浮式生产系统的多点系泊系统很相似。
钻井和生产设备
上浮体
线性水下浮筒
钢丝绳和锚链侧向系泊缆
张力腿
下向井口的钻井工具包
完井生产立管
海底基础
拖电锚
二锚桩
图2张力腿平台侧向系泊系统
差动顺应式锚泊系统（DICAS）是一种新的系泊系统，最早是为巴西的浮式生产储油装置 (FPSO）的作业开发的。该系统也是一种多点系泊系统，但在浮式生产储油装置首尾的横向系泊刚度 2