深水半潜式钻井平台总体强度分析.pdf

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1、第25卷第2期中国海洋平台V01．25No．22010年4月CHINAOFFSHOREPLATF()RMApr．，2010文章编号：1001—4500(2010)02—0022—06深水半潜式钻井平台总体强度分析白艳彬，刘俊，薛鸿祥，唐文勇(上海交通大学，上海200240)摘要：以某新型第六代深水半潜式钻井平台为分析对象，依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动，采用谱分析法确定设计波参数，进行了自存、作业等装载情况下21个波浪工况的波浪载荷预报，并建立三维有限元模型完成了平台结构总体强度分析。结合波浪栽

2、荷预报及结构分析结果，提出了计算工况选取原则及控制总体强度的关键因素，可为今后深水半潜式平台的结构设计、总体强度分析、选取疲劳强度典型节点及形式优化提供参考。关键词：深水半潜式平台；强度；波浪载荷；工况选取中图分类号：U661．43文献标识码：AGlobalStrengthAnalysisofADeepwaterSemi—SubmersiblePlatformBAIYan—bin。LIUJun，XUEHong—xiang，TANGWen—yong(ShanghaiJiaoTongUniversity，S

3、hanghai200240，China)Abstract：Globalstrengthanalysisofasixthgenerationdeep—watersemi—submersibleplatformisdemonstratedinthispaper．Waveinducedloadsandplatformmotionarecalculatedbymeansofthree—dimensionaldiffractionmethod．Theparametersofdesignwaveareobtaine

4、dbyspectrumanalysismethod．Waveloadpredictionof21waveloadconditionsinthreediffer—entsituationsiSdescribed．Atthesametime，three—dimensionalFEMmodeliSestablishedtoanalyzestructuregeneralstrengthoftheplatform．Combiningwithwaveloadpredictionandstructureanalyti

5、cresults，principlesofconditionselectionandkeyfactorswhichcontrolgen—eralstrengthareputforward．Suchconclusionswillbeassomereferencestodesign，structur—alstrengthanalysis，selectionoftypicalnodesforfatigueassessmentandstructureoptimiza—tioninthefuture．Keywor

6、ds：deep—watersemi—submersibleplatform；generalstrength；waveload；eondi—tionselection0引言新型半潜式钻井平台在抗风浪能力、甲板变载能力、工作水深、钻井深度以及多功能作业(钻井、完井、试油、生产、修井、起重和铺管)等方面与另外两种主流的深水平台Spar、TLP相比，有着明显的比较优势，这使收稿日期：2009—10—09基金项目：国家(八六三)项目“3000m水深半潜式钻井平台关键技术研究”(2006AA09A103)作者简介：

7、自艳彬(1983一)，男，硕士研究生，主要从事船舶与海洋工程结构物强度及疲劳强度研究。第2期白艳彬等深水半潜式钻井平台总体强度分析·23·得半潜式平台成为南海油气资源勘探开发的首选。本文的目标平台是国内在建的第一座代表世界先进水平的第六代深水半潜式平台，结构形式上采用箱式上部结构、双浮体、四立柱、双横撑的形式，无斜撑设计避免了出现复杂管节点疲劳破坏的可能性。但是箱式甲板纵向与横向的大跨度特点及无斜撑设计使平台的总体强度分析成为保证平台结构安全的首要任务。国内建造的深水平台数量不多，但对其结构强度分析一直

8、很受重视。文献[1，2]根据船级社规范进行了平台的结构强度校核；文献[3]提出Spar平台总体强度分析方法，但这些研究均未涉及计算工况的选取原则，船级社也未明确给出针对半潜式平台的分析工况选取原则。海洋平台总体强度分析的关键是计算波浪诱导载荷与运动，文献E4]采用三维绕射理论频域法计算了半潜式平台的波浪载荷；文献E53应用时域格林函数法求解波浪与三维物体间的绕射与辐射问题。本文采用可以考虑工作海域海况条件及结构水动力特性的谱分析方法确定设计