移动式试采平台燃烧臂结构强度分析.pdf

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1、第46卷第5期船海工程Vol.46No.52017年10月SHIP&OCEANENGINEERINGOct.2017DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2017.05.002移动式试采平台燃烧臂结构强度分析严明，徐长军(中海油能源发展采油服务公司，天津300452)摘要:考虑到燃烧臂的桁架式结构特点和作业特点，采用数值模拟的方法，针对不同的工况，计算移动式试采平台燃烧臂结构的应力，对燃烧座及邻甲板的强度进行％关键词:移式试&燃烧臂;结构;应；元中图分类号:U661.43文献标志码:A文章编号：1671-7953(2017)0

2、5-0005-04“海洋石油162”是一座四粧腿悬臂梁海洋自升式，钢质非自航。集试采、修井、采油、油气、舱室储油、原油外输及井口支持等功能一体，在边际油田开发特的优势，可用于渤海湾75T油田的开发，是功善、性价的海上移动式试。燃烧试用于海上试采作业时的关键设备之一，用燃烧试采设备分离出来的气，其工作的稳定性和可靠性对的作安全及防控重要的作用)1-*。以“海洋石油162”的燃烧臂为研究对象，应用元对燃烧臂结构进行强度安全性分析，为燃烧臂及底座的设计考。1燃烧臂结构描述“海洋石油162”共置了2整的燃烧臂，分安装的左、。燃烧臂长约30m，三桁架式结构

3、，用支撑的图2拖航工况燃烧臂布置示意操、燃烧臂头、管及等，用燃烧回并垂直固定，4点铰支，向和支形式。燃烧管自下向上分用直径侧向钢丝绳(共4根）牵，并在甲板位置由(mm)X壁厚（mm)为219xl8.3、219X11.1、168甲板及进行。R7,材质为APIX52的缝钢管，横撑管和斜撑管分别采用直径（mm#X壁厚（mm#为101.6X8、2载荷及工况89x7,材质为APIX52的缝钢管。燃烧臂结构模型采用笛卡尔坐标系，并工况时（见图1)，燃烧臂向外侧悬出平手法则。见图3。体，呈45°倾斜，4点支，并向和+-:指向左舷（同时定义为环境载荷0°)。侧向

4、钢丝绳（共4根）牵&拖航工况时（见图2)，+/:指向平台艉部（同时定义为环境载荷90°。收稿日期:2017-07-12修回日期:2017-08-21+0:垂直向上。第一作者:严明（1983—），男，硕士，工程师燃烧荷：燃烧臂自重（燃研究方向:海洋工程设计、建烧臂、梯、、体管线、燃烧头2017年船海工程严明，等!移动式试采平台燃烧臂结构强度分析第$期第46卷表3载荷组合10-③，0!-1X(①+②+④）自-1x(③+0.5x④），290存0-1x(①+②+④）3180--③，0!-1x(①+②+④）1-①xsin15°+③+④，100-1x①xco

5、s15°拖/-1x(①xsin15°+③+④），290航0-1x①xcos15°等）、体荷、荷、荷等。--1x(①xsin15°+③+④），31800-1x①xcos15°燃烧臂及附件自重见表1，定为载荷①。表1件自重甲板仅约束[3_$]。《海移冶荷重量/t式》（2012))6*(下/》），燃烧臂主要燃烧臂（含燃烧臂、梯通过调整密度，由支撑构件的安全系1.25，燃烧臂构件材质为11.1、)程序自动计算APIX52,屈服强度为359MPa，构件许用应力体管1.0均布横撑[!]=287MPa。燃烧支梁材质为20卜燃烧头及1.2施加于端部平台钢，屈服应

6、力为245MPa，许用应力[!]=196MPa。流体载荷主要为消防水及燃烧气体的重量，计算，燃烧臂结构应力（应力云图见定义为载荷②，约1.$：，施加于燃烧臂流体管线图4)，应表4。布置的位置。表4可见，燃烧臂撑管在自存及拖航工况燃烧臂受力及其牵拉钢丝绳布置情况，下的最大应力230MPa，用应力287MPa，在自存及拖航下，均考虑0°、90。、180。3个燃烧应力为10(MPa，小于许用向的荷，荷定义为载荷③，计算风速按照51.5m/s均布施加，见表2。表'风载荷自工况度/(〇)090180荷/kN18.1140.4518.11航工况度/(〇)09

7、0180荷/kN25.642.8325.6燃烧臂整体为细长悬臂梁结构，在使用过程出现，考虑惯性荷，定为载荷④，自工况惯性加速度取4.9kN/t，拖航工况惯性加速度取9.8kN/t。工况条件下载荷组合见表3。3燃烧臂强度校核b)自存工况90_用ANSYS结构元软件构建燃烧臂模型，对燃烧臂在自存及拖航工况下的强度进行。燃烧臂结构采用Pipe16单元模拟，牵钢丝用L@k10模拟（仅考虑受拉#，燃烧支点采用铰接约束，前支点采用铰支约束，牵支点采用铰接约束，在航下62017年船海工程严明，等!移动式试采平台燃烧臂结构强度分析第5期第46卷图5燃烧臂底座及邻

8、近主甲板结构用ANSYS软件构建底座及邻甲板元模型（见图6)，约甲板模型边缘，表3列的6种工况荷对底座及邻近甲板进行强度[742]。□P