拖航工况不同节距对自升式平台桩腿强度影响.pdf

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1、2014年第43卷石油矿场机械第5期第l4页OILFIELDEqUIPMENT文章编号：1001—3482(2014)05一O014-04拖航工况不同节距对自升式平台桩腿强度影响王凯，樊岩松，李清斌，戴克文。，姚湘琳(1_渤海装备辽河重工有限公司，辽宁盘锦124010；2．辽宁陆海石油装备研究院有限公司，辽宁盘锦124010)摘要：以Inv—K型桁架式桩腿的自升式平台为研究对象，运用Matlab参数化编程及GeniE进行桩腿结构建模和有限元分析，阐述了远洋拖航工况下桩腿强度分析的一般过程，考虑载荷方向和节距变化对桩腿结构强度的影响，对工程设计具有一

2、定的借鉴意义。关键词：自升式平台；桁架式桩腿；有限元；节距；Matlab中图分类号：TE951文献标识码：AStudyonLegStrength’SInfluencebyDifferentBayHeightforSelf-elevatingDrillingUnitunderTransitConditionWANGKai，FANYan—song，LiQing—bin，DAIKe—wen，YAOXiang—lin(1．BohaiEquipmentLiaoheEquipmentCompany，Panj。in124010，China；2．LiaoningP

3、etroleumEquipmentInstituteCo，．Ltd．，Panjin124010，China)Abstract：Aself—elevatingdrillingunitwastakenastheresearchobjectinthispaper，theconverse—KlatticelegstructuresaremodeledandanalyzedbythecombinationofMatlabandGeniE，throughtheexampletoexpatiateontheprocessforlegstrengthanalysi

4、sundertransitcondition，alsotakeloaddirectionandbayheightintoconsiderationtostudythevarietyoflegstrength，thispapermaybehelpfulforprojectdesign．Keywords：self—elevatingdrillingunit；latticeleg；finiteelement；bayheight；Matlab自升式海洋平台在工作的全部过程中有多种不桁架式桩腿的支撑型式主要有K型、x型、Inv-同的工作状态，其中当平台进行位

5、置变动时，由于自K型3种。其中Inv—K型桩腿具有较好的力学性能身不具备白航功能，需要拖轮进行拖航。在拖航状和经济性L4]。本文以某Inv—K型桩腿的自升式海态下，主船体漂浮在海面上，桩靴收回，桩腿升到船洋平台为例，运用Matlab参数化编程，通过Genie体之上，甚至高出甲板上百米，平台横摇、纵摇时会进行结构建模和有限元分析，阐述了拖航工况下桩形成巨大的摇摆惯性力，对桩腿强度提出了较高的腿强度分析的一般过程，并考虑不同载荷方向以及要求。拖航工况的桩腿强度分析是自升式海洋平台节距对桩腿结构的影响。设计阶段的重要研究内容口。]。1建立有限元模型自升式

6、海洋平台桩腿的形式可分为壳体式和桁架式两类，壳体式桩腿一般用于工作水深6O～7O在GeniE中建立桁架式桩腿有限元模型时需m，再深则需要增大桩腿尺寸，导致更大的波浪载要注意的问题：荷，结构的质量也会增大。因此，深水自升式平台多1)桩腿弦杆为自定义梁单元，需保证其刚度、采用桁架式桩腿L1j。截面特性与实际一致，如图1和表l；桩腿构件属性收稿日期：2013—11～20作者简介：王凯(1985一)，男，河南息县人，硕士研究生，主要从事海洋钢结构方面的研究，E-mail：meimin1027@163石油矿场机械2O14年5月Mw一∑hPA2．2运动引起的惯

7、性力＼第i分段的惯性力F在与桩腿轴线垂直方向船艏、r=26879的分量为船艉．．H^：一(n+)A()。莹／。』第i分段的惯性力F在桩腿轴线方向的分／量为VrA()zga俯视图桩腿惯性力在上导块处的弯矩为Mt一∑H^hf2．3桩腿倾斜O角时的重力自重在与桩腿轴线垂直方向的分量为船艏HG—Wsin0自重在与桩腿轴线方向的分量为Va—Wcos0桩腿自重在上导块处产生的弯矩为Ma一∑Hh与桩腿轴线垂直的载荷分量为H—F+H“+1．2H与桩腿轴线平行的载荷分量为b纵摇Vf—VB+1．2VG在上导块处的总弯矩为M—Mw+MI+1．2Mo桩腿各构件的强度校核如

8、下㈨：同时承受轴向拉伸和弯曲组合作用的构件，其船舯计算应力应满足[]+。[]+。[≤1．0(1)k]¨同时承受轴向压缩和弯