自升式钻井平台整体位移影响因素分析.pdf

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1、第26卷第5期2011年10月中国海洋平台CHINAOFFSHOREPLATFORMV01．26No．5Oct．．2011文章编号：1001-4500(2011)05-0044-03自升式钻井平台整体位移影响因素分析刘志良(益资海洋工程技术(北京)有限公司，北京100016)摘要：以简化的自升式钻井平台蛄构模型为基础。详细分析并举例计算了船体刖度、桩腿刖度及纵向间距等因素对平台整体水平位移的影响，并根据工程实际提出了降低水平位移的合理化建议．关键词：白井式钻井平台‘船体刚度l桩腿间距中图分类号：P752文献标识码：BResea

2、rchesonInfluencingFactorsforGlobalDeflectionofJack-upDrillingPlatformLIUZhi—liang(EnertechServicesInternational，Inc，Beijing100016，China)Abstract：BasedonthesimplifiedJack—updrillingplatformmodel，thepaperperformsthesensibilityanalysisofhullstiffness，legstiffness，andle

3、glongitudinaldistanceonplatformglobaldeflection，andthengivessomerationalizationproposals．Keywords=jack-updrillingplatform；hullstiffness；legdistance·0前言随着海上石油勘探海域的扩展和水深的不断增加，自升式钻井平台作为一种主要的海上钻井平台，其作业水深也在不断增加，桩腿长度越来越长。导致平台整体侧向刚度相对降低．在风、波浪、海流等荷载共同作用下，平台的水平位移增大。本文利用简化的自升

4、式平台计算模型，分析各种因素对平台水平位移的影响。1模型简化本文以三桩腿平台为例，且设定水平力方向从艉指向艏。按海洋工程相关规范规定，桩腿底部铰接于海底，平台整体结构组成一空间刚架，考虑到船艉两桩腿的对称性，可将其合并计算，与船艏桩腿及船体组成平面刚架，如图1所示，D为桩腿的纵向间距，L为桩腿长度，J-与J：分别为船体及桩腿的等效刚度。自升式钻井平台在工作状态的水平荷载由风力、波浪及海流力组成Ⅲ。一般情况下，合力的作用点位于船体以下，本文为了便于计算且不影响分析结果，假定水平力作用于船体上，大小为F。由此，平台简化为一受水平力

5、作用的平面一次超静定刚架结构。2求解及结果分析根据图1所示的简化计算模型。取图2所示的基本结构，用力法对结构求解啪，计算结果如下。收稿日期：2011"-04-08作者简介：刘志良(1981·)．男，硕士．第5期刘志良自升式钻井平台整体位移影响因素分析·45·X1=觜(1)进一步求得力F作用点的水平位移A：△=啬(2F一3x1)+彘(F—x1)(2)由式(2)可知，自升式钻井平台的整体水平位移与船体及桩腿的抗弯刚度、桩腿纵向间距及外力有关．对于式(2)，当船体刚度趋于无穷大时，可得△一生9El=(3)此时D图10，袭徽圈2力法基

6、本结构简化计算模型⋯““2。’⋯”7X1=iF(4)由上面两式可知，当船体刚度相对桩腿刚度为无穷大时，平台的整体位移与桩腿间距无关，大小等于单个桩腿作为等效悬臂梁受集中力时的位移。在实际工程中，船体的刚度一般远大于桩腿的刚度，上述推论有一定的适用性。为了说明平台整体位移对船体与桩腿相对刚度的敏感性，以及在不同船体刚度下桩腿间距对整体位移的影响，进行如下举例计算。3船体刚度对平台位移的影响设定如下平台参数：水平力F----5000kN；桩腿纵向间距D=38mf桩腿长度L=110mI桩腿刚度屯=5m‘。船体刚度按桩腿刚度的倍数递增

7、，按式(2)计算平台的水平位移，结果见表1。裹1船体刚度对平台整体水平位移的影响Il／m‘51015202530354045505560Jl／L123456789101112位移／m0．940．830．800．780．770．760．750．74由表1数据可知，当船体刚度与桩腿相近时，船体刚度对平台位移的影响明显，随着船体刚度的增加，平台的位移趋近于常值，即当船体刚度远大于桩腿刚度时，平台位移与船体刚度无关。4桩腿纵向间距对平台位移的影响考虑桩腿间距对平台水平位移的影响，设定如下参数：水平力F---5000kN；桩腿长度L=1

8、10m；桩腿刚度J2=5m‘。分别计算船体刚度与桩腿刚度在不同比值(Il／I==1和J。／L=10)情况下的结果。见表2。表2桩腿间距对平台整体水平位移的影响由表2数据可知，平台整体位移对桩腿间距的敏感性随着船体刚度的加大而降低，且当船体刚度远大于桩腿刚度时，桩腿间距不再影响