自升式钻井平台桩靴结构强度分析.pdf

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1、第3卷第4期海洋工程装备与技术V01．3，No．41111兰!旦丝型垦堑!堡垦塞!堑星鱼堑!!型!丝堡型Q垦些丝；：!!!!自升式钻井平台桩靴结构强度分析关国伟，杨轶普，张银洲，蔺春辉，孙久智(中国石油渤海装备研究院海工装备分院，辽宁盘锦124010)摘要桩靴结构是自升式钻井平台最重要的关键部分，桩靴的合理设计及结构强度关系到整个平台的性能及安全。以BHCP400自升式钻井平台桩靴结构强度分析为例，通过对桩靴预压载、风暴自存及偏心共7种工况的分析，建立有限元模型。有限元计算分析结果表明：出现应力较大处为与桩腿连接的三条120。支撑舱壁、桩靴底板、与桩腿弦管连接的支撑板以及桩腿与桩靴

2、连接处肘板，这些位置必须采用厚度大、强度高的钢材，并保证焊接质量和精度。同时，在偏心工况时桩靴内部应力非常大，在设计过程中应予以重点关注。关键词自升式钻井平台；桩靴；结构强度；有限元分析中图分类号U674．38+1文献标志码A文章编号：2095—7297(2016)04．0236—07SpudcanStrengthAnalysisofSelf-ElevatingDrillingUnitGUANGuo-wei，YANGYi-pu，ZHANGYin—zhou，LINChun-hui，SUNJiu-zhi(OceanEmgineeringEquipmentResearchInstitut

3、e，CNPCBohaiEquimentResearchInstitute，Panjin，Liaoning124010，China)AbstractSpudcanstructureiSthemostimportantpartofjack-upunit，anditsreasonabledesignandstructuralstrengtharethekeypointstotheunit’Sperformanceandsafety．Tal(ingaspudcanstructurestrengthanalysisofBH·CP400self-elevatingdrillingunitase

4、xample，throughtheanalysisofsevenkindsofconditionsincludingpreload，stormsurvivalloadandeccentricload，weastablishaspudcanstructuralmodel．T11efinteelementanalysisresultsshowthatthemaximumyonMisesstressforallloadcasesisattheradialbulkheadatlegchord，thebettomplate，thesupportingplateofchord，andthebr

5、acketsconnectingchordsandspudcan．Fortheseplaces，largethicknessandhighstrengthsteelsshouldbeused，andtherequirementsofweldingqualityandprecisionshouldbemet．Inaddition，weshouldpayattentiontotheeccentricloadCaseforwhichthespudcanstressreachesitsmaximum．Keywordsjack-updrillingplatform；spudean；struc

6、turalstrength；finiteelementanalysis0引言随着经济的高速发展，对能源的需求必然会越来越大，而陆地石油资源正日益减少，向海洋进军、开发海洋油气资源已成趋势。在海洋自升式钻井平台中，作业深度超过50m时，就应该设计桩靴结构，因为桩靴结构可提高海床土壤对海洋平台的承载力，从而降低桩腿的插入深度，更有利于平台的插、拔桩操作。特别是在平台抬升状态下，保证整个平台能够安全平稳地立于海床上，避免造成桩腿破坏及桩身倾斜，并能较好地进入土层的持力层，从而进行钻井作业或在风暴状态下自存。因此，桩靴的合理设计及结构强度，关系到整个平台的性能及安全[1。2l。自升式钻井平

7、台的作业环境恶劣，各种载荷工况复杂，因此，桩靴结构计算分析一直以来是该类型平台设计工作的重点和难点。胡安康等[3]对400英尺(1英尺≈30．48cm)水深自升式平台两种桩靴结构形式利用美国船级社(ABS)规范进行了优化比较，得出一种比较好的桩靴结构形式，但对具体强度则分析计算不够详细。马延德等[t]通过对CJ70自升式钻井平台桩腿和桩靴结构强度开展分析，介绍了一些计算原理和方法，但重点在于桩腿计算，对桩靴部分只给出了理论公式，未加以详细计算分析。本文通过对BHCP4