[发明专利]深水半潜式钻井平台的振动噪声的全频预报方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深水半潜式钻井平台的振动噪声的全频预报方法。

背景技术

海洋平台是海上油气资源开发的基础性设施，是海上生产和生活的基地。鉴于生产人员长期生活在海洋平台上，由国际海事组织(IMO)发布的国际船舶和海洋工程设施规范，对海洋平台的居住舱、工作环境噪声方面提出了较为严格的要求。

随着海洋开发逐渐由浅水向深水发展，深水半潜式钻井平台的运用日渐增多，诸如油与气的贮存，离岸较远的海上工厂，海上电站等都是深水半潜式平台的发展领域。

由于深水半潜式钻井平台上居住舱室较多，一些居住舱室紧邻高噪声源设备，此外，生活区外钻井模块在原油生产过程中所产生的振动噪声，进一步恶化了舱室的噪声环境，必须采取有效的降噪设计措施。

有效的减振降噪设计措施必须建立在科学的振动噪声预报基础之上，进而提出合理的设计方案，才能达到合同规格书和相应规范的要求，减少建造过程中设计修改的难度，降低设计成本和建造成本。

现有技术中，振动噪声预报通常是分别建立低频、中频、高频声学模型，并运用不同的求解方法计算进行预报，工作量大、时间长并且无法分析不同频域下振动噪声权重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服低频、中频、高频分别预报，致使工作量大、时间长且无法分析不同频域下振动噪声权重的缺陷，提供了一种深水半潜式钻井平台的振动噪声的全频预报方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种深水半潜式钻井平台的振动噪声的全频预报方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、确定深水半潜式钻井平台在有关载荷条件下的振动源和噪声源,并得到相关振动源和噪声源的数据；

S2、进行深水半潜式钻井平台的振动预报，所述振动预报为振动所造成的结构噪声的预报提供服务；

S3、进行深水半潜式钻井平台的噪声预报；

S4、确定噪声传递路径，评价噪声水平。

本发明提供的全频预报分析方法，首先是一个创新，其无需分别建立低频、中频、高频情况下的声学模型；其次通过修改输入边界元条件以及进行子系统划分，即可得到不同频域下的平台结构振动和舱室噪声值；最后能直观的得到权重比，提出更有效的降振减噪措施。综上，通过声学设计可以变被动降噪为主动控噪，有利于降低设计建造费用和减少后期的修改。

优选地，所述S1中的数据通过设备倍频程振动谱、空调设备噪声功率谱中获得、或通过现场测量获得。

优选地，所述S2中的振动预报步骤中，包括：

S21、建立深水半潜式钻井平台结构有限元模型与质量模型；

S22、给予深水半潜式钻井平台振动激励源载荷、船体材料或结构的模态阻尼系数、减振阻尼材料或隔振阻尼材料的损耗因子和相关位移、速度约束边界条件；

S23、在中低频域内，采用有限元法进行船体振动频响分析；

S24、在中高频域内，定义统计能量分析子系统模型，采用统计能量法进行船体振动频响分析；

S25、确定全频域内深水半潜式钻井平台的振动分析数据并作出预报。

优选地，所述S23中的船体振动频响分析为计算给定激励条件下船体结构的位移、速度和加速度响应参数。

优选地，所述S3中的所述噪声预报步骤中，包括：

S31、建立深水半潜式钻井平台声学有限元模型或边界元模型；

S32、给予深水半潜式钻井平台声学模型中相应表面及构件的声学特性参数，定义相关边界位移约束条件；

S33、将船体振动频响分析结果定义为流体声学边界条件；

S34、确定空气噪声源；

S35、在中低频域内，采用有限元法或边界元法进行船体噪声频响分析；

S36、在中高频域内，定义统计能量分析子系统模型，采用统计能量法进行深水半潜式钻井平台噪声频响分析；

S37、作出全频域内深水半潜式钻井平台的声学分析数据并预报。

优选地，所述S32中的声学特性参数，包括船体材料声阻抗、吸声降噪材料的吸声系数。

优选地，所述S33中的船体振动频响分析结果，包括位移、速度和加速度。

优选地，根据所述全频预报方法确定减震降噪措施。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明的各优选实施例。

本发明的积极进步效果在于：