撐管結構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、對水深適應性強、結構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構性能、強度和造價進行優(yōu)化。深水半潛式鉆井平臺有許多關鍵性能是必須在設計階段認真考慮并加以把握的。這些性能指標在設計

2、階段確定后,在后續(xù)的設計建造過程中,僅能小范圍地調(diào)整設計指標,要進行較大幅度修改是十分困難且耗費財力的。因此,平臺結構設計時把握住關鍵性能,對提高設計效率,節(jié)約設計成本,都是十分重要的。半潛式平臺的結構設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,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,導入WADAM模塊進行載荷預報和水動力分析,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)總結平臺強度計算的基本思路,基于隨機性設計波原理,確定四種平臺各自的設計波參數(shù)。依據(jù)ABS規(guī)范對四種平臺的關鍵部位進行屈服強度校核,比較四種平臺關鍵部位的應力情況。
　　5)根據(jù)ABSMODU相關規(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