半潜式平台的垂荡抑制,一直以来都是工程师们十分关注的一个话题。具有良好垂荡特性的平台能够抵御更加恶劣的海洋环境,增加其可连续作业时间,减少立管系统的破坏风险。这些性能对于高投入高风险的海洋石油工程来说是不可或缺的。本文充分调研了半潜式垂荡抑制领域研究现状和发展趋势,结果表明:现阶段半潜式平台的垂荡抑制手段集中于增大吃水、布置垂荡板、采用双层下浮体、优化设计和新概念设计五个方面。论文首先以南海况下的某平台为目标平台,从平台垂荡运动遵循的公式入手筛选出了垂荡板、水线面积、吃水深度和排水量四个参数进行讨论,结果表明:1)布置垂荡板可以增大平台垂荡运动的固有周期,垂荡板只有布置在深水区域才会起到抑制垂荡运动的效果,布置在浅水区域反而会增大平台的垂荡响应;2)增大水线面积和吃水均可以抑制半潜式平台的垂荡运动,但是增大水线面积会造成垂荡运动固有周期的缩小;3)小幅增大平台的排水量对平台垂荡运动影响较小但可以明显增大平台垂荡运动的固有周期。我们依据现场实践并结合水动力学理论,在浮筒结构优化的基础上提出了一种通过减小浮筒形心处的垂向投影面积抑制垂荡的方法(RVPA方法),该方法的优点是对现有平台的结构改动较小,便于实现。AQWA软件模拟的结果表明:RVPA方法能够明显降低半潜式平台的垂荡运动,但是也会小幅降低平台垂荡运动的固有周期。最后论文通过方案之间的组合提出了1)通过延伸立柱增大吃水;2)通过桁架结构延伸吃水;3)RVPA+垂荡板;4)RVPA+增大排水量;5)增大水线面积+垂荡板,共五套垂荡抑制方案。频域和时域的计算结果表明:该五套方案均能够在不减小平台垂荡运动固有周期的基础上达到抑制平台垂荡运动的效果。除增大水线面积+垂荡板以外的其他四套方案在一年一遇、十年一遇、百年一遇南海海况下对平台垂荡运动极值的削减幅度均超过25%。