Halvt nedsenkbar tørrtre plattform: Koblingen mellom det hydro-pneumatiske stigerørsstrekk-systemet, stigerørene og kjølen.

Abstract

Det hydro-pneumatiske strekksystemet til stigerørene virker som en passiv hivkompensator med en olje/gass-akkumulator for a utligne de relative bevegelsene mellom semien og stigerørene. Semiresponsen fører direkte til at stempelet beveger seg i sylinderen, noe som gir kompressjon eller ekspansjon av gassen basert på ideell gasslov. Dette gir en ekstra ikkelineær stivhet, som også er avhengig av gassvolumet i systemet. Effekten av semiresponsen for et strekksystem med variabelt gassvolum har blitt evaluert.Strømmen av hydraulisk væske mellom sylinderen og akkumulatoren i kombinasjon med strømmen av gass mellom akkumulatoren og gassreservoaret, gir viskøs dempning i strekksystemet. Disse friskjonskreftene er bestemt av lengde og diameter i rørsystemet, ventiler og andre komponenter i det hydraulisk-pneumatiske systemet. I denne masteroppgaven er det brukt forenklede beregningsmodeller som gir gode, men ikke eksakte resultat. En numerisk metode har blitt skrevet for å beregne trykktap basert på Bernoullis ligning og konservering av masse og moment i systemet.En numerisk metode har også blitt skrevet for å løse svingeligningen i tidsdomenet med ikkelineær stivhet og dempning fra det hydro-pneumatiske strekksystemet. En sensitivitetsanalyse basert på forskjellige perioder og bølgehøyder ble gjort for å separere de forskjellige bidragene fra stigerør-strekksystemet, og lettere finne trender og sammenhenger som definerer dette. I forprosjektet ble transferfunksjoner regnet ut for noen gitte senarioer. Disse gir viktig og mye brukt informasjon i tidlig designfase for prosjekter. Nye transferfunksjoner er tatt ut ved å plotte maksimum respons i stabil fase, basert på tidsserier fra de forskjellige bølgehøydene og periodene.Det finnes friskjonskrefter i ulike kontaktpunkter mellom bevegelige deler på semien, noe som er spesielt viktig for små sjøtilstander. Semiresponsen blir påvirket av friksjonskreftene mellom stigerørene og kjølguiden, og i pakninger i strekksystem-sylinderene. Når friskjonskreftene blir større enn eksitasjonskreftene fra bølgene, vil semien bli «forankret» til stigerørene. Dette fører til at bølgekreftene blir overført direkte til stigerørene, og denne belastningen kan redusere forventet levetid. Analyser har blitt gjort for hvilke regulærbølger dette vil skje. Det er også sett på hvordan den økte stivheten ved en «forankret» tilstand reduserer egenperioden til systemet.