全球海洋油气资源丰富,储量巨大,已成为世界油气资源的开采重点,其开采装备与技术的研究已受到各海洋油气开采国的高度重视。导向绳张紧器是升沉补偿系统重要组成部分,是海洋油气开采必不可少的高端装备。由于我国在海洋石油装备方面起步较晚,基础较弱,对张紧器技术的研究还处于起步阶段,目前只有国外少数几家大型海洋装备公司公司掌握导向绳张紧器的设计与制造技术,其生产设计的导向绳张紧器已广泛运用于海洋钻井平台。因此,本文针对导向绳张紧器系统展开研究,依据圆筒型FWPSO设计一套导向绳张紧器系统,实现其在复杂海况下的升沉补偿功能。提出了一套基于圆筒型FWPSO的导向绳张紧器系统设计方法。根据圆筒型FWPSO平台条件和张紧方式,进行了钢丝绳式导向绳张紧器系统原理设计,利用动滑轮组、液压缸、空气压力容器等实现系统的恒张力输出;根据圆筒型FWPSO的甲板分布,考虑平台的有效利用率,对导向绳张紧器系统进行了布置方案设计;依据ASME和API等相关标准对导向绳张紧器系统主要部件进行了设计计算,并对部分关键部件进行校核,初步设计出一套具有升沉补偿功能的导向绳张紧器。基于设计的导向绳张紧器系统,建立了导向绳张紧器系统数学模型,推导出了导向绳张紧器的刚度及张紧力公式。通过AMESim软件建立了导向绳张紧器系统仿真模型,研究了导向绳张紧器系统结构参数对导向绳张紧器的性能影响。基于NLPQL算法对导向绳张紧器系统结构参数进行了优化,得到了导向绳张紧器结构参数最优组合,使得导向绳张紧器在最优参数组合下能够实现最佳性能。针对设计的导向绳张紧器系统目标工作环境,在OrcaFlex软件中建立了导向绳张紧器系统模型,研究了导向绳在工作海况、一年一遇、十年一遇三种海况下的动态张力特性及防喷器运动轨迹,验证了本设计中的导向绳张紧器能够满足正常工作与生存要求。并且对影响导向绳张紧器系统升沉补偿性能的环境因素以及张紧器刚度进行了参数敏感性分析,得到了各因素对导向绳张紧器性能影响规律,最终证明了设计开发的导向绳张紧器系统能够满足复杂工况下的升沉补偿功能。