深水浮式生产平台(FPS-Floating Production System)是具备深海油气钻井、生产、贮藏、外输等功能的半潜式平台。FPS在超深水作业情况下,往往采用张紧式系泊系统来定位。张紧式系泊系统由于其锚链采用的是聚酯纤维缆等新型材料,重量轻、强度大,更适合于深水作业,近年来得到了广泛的应用。目前,虽然有专门的纤维缆设计规范,但多为概念和相关衡准,缺乏详细的设计流程,此外,对张紧式系泊系统的静力应力应变关系以及非线性的问题研究十分有限。本文以某一 FPS为例,研究探讨了张紧式系泊系统的设计方法,主要研究内容如下:(1)针对张紧式系泊系统的特点,根据API规范中的相关要求,借鉴了已有的工程经验,提出了一套适用于张紧式系泊系统的设计方法,并确定了设计流程:先初步设计系泊方案,进行分析校核,再通过系泊参数优化,最终设计优化方案,进行评估分析。根据这套张紧式系泊系统的设计方法,为浮式平台设计并优化了系泊方案。(2)基于传统的悬链线理论,结合纤维缆的应力应变关系,建立了非线性系泊缆静力平衡方程,编写了计算程序,并进行了算例验证。检验系泊方案初步设计的合理性,并进一步对目标平台的最佳井口布置方位展开研究,为以后的动力分析提供了参考依据。(3)综合应用静力分析、频域水动力分析、时域耦合分析以及非线性耦合分析等计算方法,研究了张紧式系泊浮式平台运动响应及张力特性分析方法,对典型的系泊设计方案进行了评估。(4)详细分析了预张力大小和倾角、系泊线夹角和数目以及导缆孔的位置等参数对系泊性能的影响,优化系泊设计方案,并对最终方案进行了计算,并对计算结果予以分析。