ICS 75.180.10 E 94
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7443--2019
海上油气设施水文气象设计条件
和作业条件计算方法
Derivation of metocean design and operating conditions
in offshore oil and gas facilities
2020－05－01实施
2019 一11 一 04 发布
国家能源局 发布 SY/T 7443—2019
目 次
前言 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4符号和缩略语 4.1 主要符号 4.2缩略语 5水文气象参数的确定 5.1概述 5.2水文气象数据的专家解释 5.3确定设计作用或作用效应的参数选择 5.4水文气象数据 5.5海域风暴类型 5.6方向性 5.7 极端条件外推 5.8 疲劳评估所需的水文气象参数 5.9 短期作业所需的水文气象参数 6水深、潮汐和风暴潮 6.1 概述 6.2 潮汐 6.3 风暴潮 7 风 7.1 概述 7.2 风的作用和作用效应 7.3 风廓线和时间平均风速 7.4 风谱波浪
Ⅲ
9
9
9
9
10 10 11
11 11 11
12
12 ...13 :13 14
14 14 .15 15
8
15
8.1 概述 8.2 波浪作用和作用效应 8.3 波浪固有、表观和遭遇周期 8.4 二维波浪运动学 8.5 长重现期单波最大波高
: 15 16 16 :16 17
I SY/T 7443—2019
8.6波浪谱 8.7 波浪方向散布函数和散布因子 8.8波峰高度海流
17 17 17
9
17
9.1 概述 9.2 流速 9.3 流剖面 9.4 流剖面拉伸 9.5 海流阻滞 10 其他环境参数 10.1 海生物 10.2 海啸 10.3 假潮 10.4 海冰和冰山 10.5 积雪和积冰 10.6 其他要素附录A (资料性附录) 补充信息和指南附录B（资料性附录） 波浪频谱的讨论附录C (资料性附录) 各海区资料参考文献·
:17 : 17 ..18 : 18 :18
19
·19 : 19 .19 : 19 .: 20 ... 20 ...21 50 :58 129
II SY/T 7443—2019
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：中海油研究总院有限责任公司。 本标准主要起草人：刘在科、李家钢、任叙合、王俊勤、谢波涛、黄必桂、谭越、金嘉萌、蒋梅
荣、张敏霞、尹晓娜、胡琴、安明明、邓媛媛、谢双蔚、夏菁、吴迪。
提供
III SY/T 7443-2019
海上油气设施水文气象设计条件和作业条件计算方法
1范围
本标准规定了石油天然气行业所有类型的海上结构物设计、建造和作业所需水文气象条件确定和使用的一般要求。
上述要求分为两类： a）与环境条件及需要充分描述的水文气象参数确定相关的要求。 b）与海上结构物设计、建造和作业所需水文气象参数的特征和应用相关的要求。 相关环境条件和水文气象参数包括：一水文气象参数的极值和非常规极值，其重现期明显长于结构物设计寿命。 一水文气象参数的长期分布，以水文气象参数的累积、条件、边缘或联合统计的形式给出。
-结构物设计寿命内频发的一般环境条件。 水文气象参数适用于：
新建结构物设计时作用和作用效应的确定。 已建结构物评估时作用和作用效应的确定。 可移动式海上设施的指定场地评价。 结构物服役前和服役后（包括结构物的建造、运输、安装、弃置和拆除）限制性环境条件、 气候窗、作用和作用效应的确定。 一适当情况下的平台作业。
注：水文气象环境条件的特殊要求：张力腿平台参见API2T，自升式平台指定场地评价参见ISO19905-1，极地
海域结构物参见ISO19906，上部组块结构物参见ISO19901-3。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 19900石油和天然气行业海上结构物通用要求（Petroleum and natural gas industries 一 General requirements for offshore structures)
ISO 19902石油和天然气行业海上固定式钢质结构物（Petroleum and natural gas industries一 Fixed steel offshore structures)
ISO19903石油和天然气行业海上混凝土结构物（Petroleum and natural gas industries 一 Concrete offshore structures)
ISO19904-1石油和天然气行业海上浮式结构物第1部分：船形、半潜式、深吃水立柱式和浅吃水圆柱形结构物 (Petroleum and natural gas industries Floating offshore structures - Part 1: Ship- shaped, semi--submersible, spar and shallow-draught cylindrical structures)
3 术语和定义
ISO19900中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1 SY/T 7443—2019
3.1
非常规极值abnormal value 事故极限状态校核使用的非常规参数设计值，此时结构物整体性能不至于完全丧失。 注：非常规事件的概率量级为10-3/年～10-4/年。在极限状态校核时，分项系数的部分或全部取1。
3.2
海图基准面 chart datum 局地基准面，用于确定海图水深或当地海域的潮高。 注：海图基准面一般取近似最低天文潮面。
3.3
条件分布 conditional distribution 条件概率conditional probability 假设其他变量B,、C给定的值不变，变量A,发生的统计分布（概率）注：给定BI、Ci，AI发生的概率表征为P（AIIBI，Ci，)。此概念适用于水文气象参数和水文气象条件对结
构物的作用和作用效应。 示例：考虑波浪参数时，Ai可以是单波波峰高度，Bi是水深，Ci是有效波高，…….
3.4
设计波峰高度designcrestelevation 相对于静水位的极值波峰高度。 注：设计波峰高度与其他参数结合使用，其他参数包括天文潮、风暴潮、平台沉降、储层沉陷和水深不确定性等，
设计波峰高度从极值分析中推算。由于用简化的模型来估计设计波运动，设计波峰高度可能不同于（一般要大于）结构物计算所用的设计波的波峰高度。
3.5
设计波design wave 用于海上结构物设计的确定性的波。 注1：设计波是一个工程设计上的抽象概念。设计波通常是一个带有特征值（如波高H、周期T、波陡、波峰高
度）的周期波。设计波的选择取决于：
设计目的。 波浪环境。
一
—结构物几何尺度。
一所受的作用和作用效应的类型。
注2：通常设计波只与设计工况相一致，在这种情况下，结构物的波浪作用效应与波浪作用是准静态的关系。
3.6
极值 extremevalue 极端极限状态校核使用的参数设计值，此时结构物的整体性能保持在弹性范围内。 注：极端事件的概率量级为10-2/年。
3.7
阵风gust 持续时间小于1min风速的短暂升降过程。 注：在某些国家，如果最大风速超过8m/s，气象观测将报告阵风。
3.8
阵风风速gust wind speed 较长的特定时间（1min～1h）内短时（3s～60s）平均的阵风风速最大值。 注1：出于设计目的，特定的持续时间取决于所设计的结构物（或其部分）的尺寸和固有周期，以使结构物满足
最为苛刻的设计条件；因此，相比较大的结构物（或其部分），小的结构物（或其部分）设计采用一个较短
2 SY/T 7443—2019
3.18
平均低低潮位meanlowerlowwater（MLLW）对于半日潮或混合半日潮的海域，水位观测期间在每个潮汐日发生的两个低潮位的低者的平
均值。 3.19
平均海平面mean sealevel (MSL) 长周期逐时观测水位的算术平均，理想的长周期为19年。 注：在某些海域平均海平面会随季节发生变化；平均海平面多年后也能发生变化。
3.20
平均风速 meanwindspeed 在指定时间间隔上的时间平均风速。 注：平均风速随距离平均海平面的高度不同和平均时间间隔不同而变化；标准的参考高度为10m，标准的时间间
隔为1h。同时见持续风速（3.41）和阵风风速（3.8）。
3.21
平均跨零周期 mean zero-crossing period 在某一海况下跨零（上跨或下跨）波浪的平均周期。 注：实际上，平均跨零周期常常是从海浪谱的零阶矩和二阶矩估计，即T,=T,=m(f)/m,(f)=2元/m()/m,(の)。
3.22
季风monsoon 持续几个月大致从同一方向吹来的风。 注：这个术语首先用来描述阿拉伯海的风，以形容持续6个月的东北风和持续6个月的西南风，但这一术语已推
广到描述世界其他地区类似的风。
3.23
最可能的最大值mostprobablemaximum 一个变量发生概率最高时的最大值。 注：最可能的最大值对应于变量最大值在其概率密度函数达到峰值时的值，也称作统计分布的众数或模。
3.24
作业条件operating conditions 准许开展指定作业的最恶劣环境条件组合。 注：作业条件用于确定对结构物有显著影响的作业。作业条件通常需要折衷，一方面需足够苛刻以确保作业无过
多停工，另一方面也不至于过于苛刻从而对设计造成过度影响。
3.25
极地低压polarlow 极地气团形成的低压，通常在冰与海交界处产生。
3.26
余流 residual current 总的海流中除去潮流的部分。 注：余流是由各种物理机制引起的，在世界上不同海域，余流的固有频率和振幅变化范围很大。
3.27
重现期return period 某一事件出现的平均周期，或超越特定值的平均周期。 注：海洋石油行业通常用年来表示环境事件的重现期。以年为单位的重现期等于事件年超越概率的倒数。
3.28
散点图scatter diagram
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