新型spar平台的可靠性分析与安全性评估研究

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1、申请上海交通大学硕士学位论文新型SPAR平台的可靠性分析与安全性评估研究专业：船舶与海洋工程硕士生：石佳睿导师：杨晨俊教授上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院2015年1月DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterofEngineeringRELIABILITYANALYSISANDSAFETYASSESSMENTOFANEWTYPEOFSPARPLATFORMCandidate:ShiJiaruiSupervisor:Prof.YangChenjunMajor:NavalArchit

2、ectureandOceanEngineeringSchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityJan.2015上海交通大学硕士学位论文摘要新型SPAR平台的可靠性分析与安全性评估研究摘要一种新型的深水立柱式Spar钻井生产储油卸油平台（SparDrillingProductionStorageOffloading，简称SDPSO）能够很好地满足国际深海能源开发领域的需求，极大提高深水工程技术解决方案的灵活度和降低深水油田开发的总成本。由于SDPSO平台的垂向尺度远大于横向

3、尺度，在工作服役的时间内将在结构内产生明显的弯矩载荷，有必要对SDPSO平台主体结构的极限弯矩承载能力和疲劳强度进行研究。采用SESAM/Wadam软件建立SDPSO平台的湿表面模型，选取北大西洋波浪散布图、双参数P-M波浪谱，完成了平台的相关水动力计算，并应用了一整套波浪弯矩年极值预报方法得到平台年极值分布，具有一定的工程实际意义。采用ABAQUS建立SDPSO平台的中舱段结构模型，极限弯矩值通过动力学显式分析计算获得。选取重要板材、骨材厚度以及材料屈服强度作为随机变量，应用改进的Rosenblueth方法计算平台极限弯矩的分布特征参数，并分析每个随机变量的变异性对极限弯矩的

4、影响程度。采用波浪弯矩年极值分布与极限弯矩分布的计算结果，利用结构可靠性计算方法分析平台结构可靠性水平并对平台的安全性进行评估。结合热点应力法、S-N曲线、谱分析法、Miner线性累计损伤准则等方法–I–上海交通大学硕士学位论文摘要对平台主体结构关键节点进行疲劳寿命分析。选取疲劳破坏累积损伤不确定系数，S-N曲线不确定参数，和载荷计算不确定因素作为随机变量进行疲劳可靠性计算，得到疲劳可靠性指标和失效概率。关键词：Spar平台，极限强度，结构可靠性，Rosenblueth法，疲劳可靠性–II–上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTRELIABILITYANALYSISANDSA

5、FETYASSESSMENTOFANEWTYPEOFSPARPLATFORMABSTRACTAnewconceptdeepwaterfloatingplatform,whichhastheadvantageofimprovedsafetyandreliability,moreintegratingfunctionality,andbetterperformance,isrequired,especiallyforsuchaplatformintegratingthekeyfunctionsofdrilling,dry-treeproduction,oilstorageandof

6、floadingcapabilities.ThisnewconceptSparFPSOimprovestheflexibilityoftechnicalsolutionanddecreasetheoveralldevelopmentcost.BecausetheverticaldimensionoftheSDPSOplatformisfargreaterthanitshorizontaldimension,itisnotpossibletopreventthebendingmomentsinthestructureduringprocessesoftransportation,

7、installationandworking.ItisofgreatimportancetostudythebendingstrengthandfatiguestrengthofthehullstructureoftheSDPSOplatform.TheresearchcomputedthehydrodynamicsoftheSDPSOplatformbyusingSESAM/Wadam.WithStandardWaveDataoftheNorthAtlanticandP-Mwavespec