淺海重力式平臺(tái)的疲勞分析.pdf

1、淺海重力式平臺(tái)是一種主要應(yīng)用于近海海域石油鉆探的工作平臺(tái)，它主要是依靠自身的重力固定于海底地基。重力式平臺(tái)主要由四部分組成，平臺(tái)甲板、立柱、儲(chǔ)油沉箱和桶形裙板。根據(jù)我國的沿海海域的情況，我國大部分的中小油田都屬于邊際油田，針對(duì)我國海洋環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性以及重力式平臺(tái)的各種優(yōu)點(diǎn)，淺海重力式平臺(tái)將會(huì)在我國海域的大部分油田中發(fā)揮重大作用。
　　由于工作環(huán)境非常惡劣，故對(duì)于重力式平臺(tái)的疲勞分析變得非常重要。對(duì)于重力式平臺(tái)而言，結(jié)構(gòu)立柱與

2、平臺(tái)甲板和儲(chǔ)油沉箱的連接部位往往承受著高頻率的交變載荷，更容易出現(xiàn)裂紋最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞失效，故有必要對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的疲勞壽命計(jì)算。
　　本文主要闡述了淺海重力式平臺(tái)結(jié)構(gòu)疲勞分析的基礎(chǔ)理論和方法，基于海洋平臺(tái)的作業(yè)環(huán)境，對(duì)目標(biāo)平臺(tái)進(jìn)行靜動(dòng)力分析，確定了應(yīng)力集中區(qū)域，并根據(jù)譜疲勞分析方法通過選取應(yīng)力集中區(qū)域的節(jié)點(diǎn)以及典型節(jié)點(diǎn)來估算平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
　　本文的具體內(nèi)容如下：
　　1、闡述了海洋環(huán)境風(fēng)、波浪、海流和冰四

3、種載荷的基本理論以及疲勞分析的基礎(chǔ)理論和研究方法。
　　2、針對(duì)渤海海域的海洋環(huán)境對(duì)目標(biāo)平臺(tái)進(jìn)行建模，然后對(duì)淺海重力式平臺(tái)進(jìn)行靜力分析，分析了結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力，其次又對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了平臺(tái)的固有屬性如固有頻率和振型，之后對(duì)平臺(tái)在波浪載荷的作用下進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力分析，分析了平臺(tái)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移，并對(duì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核，通過靜動(dòng)力分析的對(duì)比求出了動(dòng)力放大系數(shù)，最后對(duì)冰載荷作用下的平臺(tái)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析，分析了結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)隨

4、冰厚和冰速兩個(gè)因素的變化規(guī)律，并對(duì)這兩個(gè)因素的影響程度做了比較分析。
　　3、通過靜動(dòng)力分析選擇目標(biāo)平臺(tái)較大應(yīng)力的節(jié)點(diǎn)，即立柱與平臺(tái)甲板連接處以及立柱與儲(chǔ)油沉箱上下表面的連接處的節(jié)點(diǎn)作為疲勞分析的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，以渤海海域的海況為研究對(duì)象，通過計(jì)算海況的應(yīng)力傳遞函數(shù)繼而求得響應(yīng)的應(yīng)力譜密度函數(shù)，再根據(jù)S-N曲線和線性累計(jì)損傷理論來計(jì)算平臺(tái)節(jié)點(diǎn)的疲勞損傷從來求得疲勞壽命。
　　本文的研究內(nèi)容對(duì)淺海重力式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的模型建立以及進(jìn)一步計(jì)