深水半潜式平台高压泥浆系统应力分析.pdf

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1、王超，等：深水半潜式平台高压泥浆系统应力分析超，曾骥，莫建(上海外高桥造船有限公司，上海200137)提要高压泥浆系统是半潜式平台的核心系统之一，其工作压力巨大，受到的载荷复杂，为了保证系统的安全运行，本文利用CAESARII专业管系应力分析软件建立高压泥浆系统模型，合理设置载荷_7-况，通过对加栽钻台位移和不加载钻台位移两种情况进行对比分析，校核管线的应力，确保系统安全运行。关键词半潜式平台CAESARII高压泥浆系统应力分析中图分类号P75文献标识码AStressAnalysisofHighPressureMudSystemofDeepw

2、aterSemi—submersiblePlatformWANGChao，ZENGJi，M0Jian(ShanghaiWaigaoqiaoShipbuildingCo．，Ltd．，Shanghai200137，China)AbstractHighpressuremudsystemisoneofthecoresystemsofsemi—。submersibleplat——formwhichenduresenormousworkpressureandhascomplex10ads．Inordertomakesurethesystemrunning

3、safely，thisarticleapplyCAESARIIsoftwaretobuildthemoduleofhighpressuremudsystemandsettingloadcasesreasonable．Throughcarryingontwoconditionscontrastanalysisthatloadingdrillplatformdisplacementandunloadingdrillplatformdisplacementtocheckthestressofpipelines．KeywordsSemi—submer

4、sibleCAESARIIHighpressuremudsystemStressanalysis1前言管线应力分析是管线设计的基础，一段管子的断裂，一个支架的失效都有可能引起整个系统停止运转，引起整个工程的瘫痪，造成巨大的经济损失。随着工程设计可靠性越来越受到重视，管线应力分析在工程设计过程中得到了更为广泛地应用，它可以有效地提高设计质量，避免设计问题在使用阶段暴露引起的灾难和损失。在半潜式平台运行过程中，管系除了受到本身的压力和温度作用外，还有平台结构的变形以及波浪对结构加速度的影响。本文就某深水半潜式平台的高压泥浆系统进行应力分析，主要考

5、虑钻台发生作者简介：王超(1984)，男，助理工程师。移动时对位于钻台上的管系应力变化进行校核，从而比较添加钻台位移前后系统的应力是否在安全范围内。2软件简介本文运用专业管道应力分析软件CAESARII对管系进行应力分析，CAESARII是美国COADE工程软件公司研制的管道应力分析软件。CAESARII通过使用简单梁单元建立管系模型，并定义作用在系统中的载荷，生成系统中用位移、载荷和应力表示结果。该软件可以通过表格来完成输入，形成管系模型显示在屏幕上进行评判，使用方便，为越来越多的工程公司和应力分析工作者所采用。CAESARII解决的问题主

6、要分为静力分析和动力分析，静力分析包括压力载荷和持续载荷作用造船技术2014年第4期(总第320期)下的一次应力计算、管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算、管道对设备作用力的反作用力计算、管道支吊架的受力计算以及管道上法兰的受力计算。动力计算包括管道自然频率分析、管道强迫振动响应分析、管道地震频谱分析、减压泻放、水锤等。目前应用较多的还是管道静态应力分析和设备管口载荷校核两部分。CAESARII软件中进行管道应力验算采用的标准为：ANsI／ASMEB31．3、B31．1、BS7159和UKOOA等。3工程实例本文所建立分

7、析的系统是国内建造的一艘深水半潜式平台高压泥浆系统，为了保持模型与现实状况的一致性，本文详细分析了系统参数，合理加载到模型中。3．1确定应力分析条件3．1．1系统特性设计压力：517bar；试验压力：775．5bar；工作温度：20℃～70oC；介质密度：0．002kg／cm3。3．1．2系统加速度平台漂浮在海上，风平浪静时，可认为平台是静止或者是匀速的运动，但在风浪中的平台运动会变成无规律的加速和减速运动，即我们通常所说的横倾、横摇，纵倾、纵摇运动的复合，为了更好地模拟实际情况，在运算过程中我们采用了南海百年一遇的风浪环境加速度作为输入条件

8、，如表1所示。表1系统加速度纵荡横荡垂荡拖曳状态o．042g(o．41In／S2)o．123g(1．21In／S2)o．141g(1．38In／S2)作业状态o．0