在役自升式平台拖航过程桩腿强度评估

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1、中文摘要自升式平台拖航过程中，桩腿升至主甲板百米以上，桩腿承受风浪流等环境．载荷的作用力和平台运动引起的多种载荷形式，极易发生重大安全事故。因此对于拖航过程桩腿进行强度分析，对于保证平台拖航过程船体和桩腿的安全，具有较重要的工程意义。论文采用等效梁法建立平台桩腿强度拖航状态的分析模型，并根据强度等效原则，研究了由三块板材组成的弦杆结构的简化问题。将桩腿视为悬臂梁，计算分析其拖航过程的弯曲强度以及桩腿的自振频率。考虑拖航过程桩腿摇摆惯性力为简谐激振力，研究桩腿摇摆过程的动弯矩和动位移计算方法。本文以某在役自升式平台为例，考虑不同的摇摆角和摇摆周期，综合考虑自重和拟摇摆惯性力，计算了远

2、洋拖航状态和油田拖航状态的桩腿的应力。得到了桩腿不同位置的应力分布和最大应力。按照规范要求对桩腿的强度进行衡准，检验桩腿结构是否满足规范的要求。利用有限元软件建模，计算了桩腿的4个模态和周期，并且与海洋波浪频率分布进行了比较，分析桩腿发生共振的可能性。考虑桩腿摇摆运动惯性力，在桩腿上施加简谐摇摆运动激励力，采用有限元方法计算桩腿的运动响应及动态应力，并且与拟静力分析方法的计算结果进行了比较。研究表明拖航过程桩腿在风浪的作用下受到惯性力、自身重力、风力的作用，其中惯性力对桩腿的影响最大。对于本文所做算例桩腿不会发生共振。桩腿在远洋拖航工况下发生剧烈的摇摆运动，根据静力和动力计算结果，

3、提出了可行的拖航方案，用于指导平台拖航方案的制订。关键词：自升式平台拖航桩腿强度有限元法ABSTRACTJaCk．upplatformisoneofmovableoffshoredrillingequipment，whichisthemostpopulardrillingequipmentinoffshorepetroleumexplorationinChina，anditiscomposedofmainhall，legs，jackingsystemandapackofdrillingequipment·Transitconditionmeansthatthehullmovesfo

4、rmonepalacetoanotherplace．Tothejack-upplatfonn，becauseoftheverylongleg，thelegnearthejacktowerhaslargeforceundernlewindandwave．Itisveryimportanttostudy也elegstressunderthetowingcondition．Iuseequivalentgirdermethodtobuildtheanalysismodelonthelegunderthet瑚msitioncondition，andinaccordancewiththepri

5、ncipleofequivalentstrength，studythesimplifyproblemofthechordwhichiscomposedofthreeplates．IConsiderthe1eg孙agirder,calculatetheflexuralstrengthandvibrationfrequencyofthelegunderme仃ansitioncondition．Considertheprocessoflegsswinginertiaforceforthe．h锄lonicexcitationforce，studytheprocessofthelegsmov

6、ingmomentanddisplacementmethodofcalculation．Thisarticletakethejack．upplatformwhichisbeingusedasanexample，considerdifferentswingangleandswingcycle，andthegravityandinertiaforce·Icalculatetheleg，Sstressofseatransitandoilfieldtransit．Igetthestressatdifferentpositionsinthelegandmaximumstress．Andthe

7、ncheckoutthelegstress，makesurethes仃essmeetstherequirementsofnorms．UsethefiniteelementsoftwaretObuildthemodel。calculatethecycleofthelegandfour-cyclemode，comparedtotheoceanwaVefrequency,analysisthepossibilityofresonance．Finally,aslegisexc