撐管結(jié)構(gòu)對半潛式平臺強度的影響研究.pdf

1、隨著我國第一座3000米超深水半潛式鉆井平臺的建成與投入使用,標(biāo)志著我國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實質(zhì)性的步伐。其意義不僅是帶來巨大的經(jīng)濟價值,也為我國的半潛式平臺的研究和設(shè)計提供了較大的參考和借鑒意義。由于半潛式平臺具有良好的水動力性能、對水深適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)相對簡單以及造價相對較低等優(yōu)點,世界各國都在不斷對半潛平臺的結(jié)構(gòu)性能、強度和造價進行優(yōu)化。深水半潛式鉆井平臺有許多關(guān)鍵性能是必須在設(shè)計階段認真考慮并加以把握的。這些性能指標(biāo)在設(shè)計

2、階段確定后,在后續(xù)的設(shè)計建造過程中,僅能小范圍地調(diào)整設(shè)計指標(biāo),要進行較大幅度修改是十分困難且耗費財力的。因此,平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計時把握住關(guān)鍵性能,對提高設(shè)計效率,節(jié)約設(shè)計成本,都是十分重要的。半潛式平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究主要有水動力研究、靜水力研究、定位性能研究、工程應(yīng)用以及成本分析等方面。本文從以下幾個方面開展研究工作:
　　1)分析半潛式平臺的演變歷程,總結(jié)其發(fā)展過程中產(chǎn)生的變化有哪些,并分析這些改變產(chǎn)生的原因,為把握未來新型平臺的發(fā)展

3、趨勢提供參考。
　　2)闡述相關(guān)研究的方法和基本理論,包括三維勢流理論、莫尼森方程水動力分析理論以及極限強度分析方法等。
　　3)通過前面的分析總結(jié),本文以981平臺為模型主體,分別選取了981、GM4000D和GVA7500三種撐管型式進行建模,考慮到未來半潛平臺向無撐管發(fā)展的可能,本文又添加了無撐管的平臺型式進行比較研究。通過SESAM的pre模塊建模完成后,導(dǎo)入WADAM模塊進行載荷預(yù)報和水動力分析,從中得出各種平臺工

4、作的危險浪向和頻率,及撐管型式對平臺作用的大小。
　　4)總結(jié)平臺強度計算的基本思路,基于隨機性設(shè)計波原理,確定四種平臺各自的設(shè)計波參數(shù)。依據(jù)ABS規(guī)范對四種平臺的關(guān)鍵部位進行屈服強度校核,比較四種平臺關(guān)鍵部位的應(yīng)力情況。
　　5)根據(jù)ABSMODU相關(guān)規(guī)定,比較第一種平臺和第二種平臺在部分撐管損壞時的冗余強度。
　　6)用非線性有限元法,基于ABAQUS軟件的準(zhǔn)靜態(tài)分析計算四種平臺在中垂彎矩和縱向剪切兩種工況下的極限