水下采油树在下放安装过程中,安装船在浮动的海面上会产生升沉运动,此运动通过钢丝绳传递到与之相连的水下采油树上。本文通过分析现有的国内外安装的成功案例,根据我国现有的水下生产设施的安装能力,提出采用单体船垂直吊放法对采油树吊放安装系统进行耦合运动分析,论文的主要研究内容如下:总结国内外常用的深水生产设施安装方式,对比几种安装方法的优缺点,根据荔湾3-1气田的海洋环境及我国现有安装船舶资源的安装能力,选取“海洋石油708”单体船垂直吊放安装的方法进行研究。以钢丝绳为研究对象,建立钢丝绳的弹簧模型,分别考虑其动态响应和不考虑动态响应时进行力学分析。考虑两个主要的安装阶段:入水阶段和下放阶段,对安装过程中吊装系统受到的环境载荷进行合理简化,提出了下放安装过程系统的基本模型,对等效模型进行受力分析,并得出模型的表达式。基于多体非线性耦合的时域计算理论,进行安装船,钢丝绳及采油树的耦合时域运动分析,得到船舶的时域运动方程,并用Newmark-β法求解时域运动方程。在船、缆、体耦合系统的时域耦合分析中,把整个系统简化为带有阻尼器的弹簧-质量系统。使用SESAM软件对吊放系统建模,并对入水和下放两个阶段分别进行动态时域模拟。分析安装船-钢丝绳-水下采油树三者耦合作用下的动态响应,得到安装船的运动时历、钢丝绳张力变化、采油树运动时历。通过控制变量即水深、海水拖曳力、波高的变化对吊放系统的影响,得到钢丝绳张力、横向位移量和安装船运动响应等参数的时历曲线,进而验证了采用单体船垂直吊放法安装采油树的可行性。