自升式平台穿刺过程结构响应研究.pdf

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1、第31卷第3期海洋工程V01．31No．32013年5月THE0CEANENGINEERINGMay2013文章编号：1005-9865(2013)03-0024-07自升式平台穿刺过程结构响应研究张爱霞，段梦兰。(1．大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连116024；2．中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院，北京100028；3．中国石油大学(北京)海洋油气研究中心，北京102249)摘要：为减少自升式平台穿刺造成的损失，需要对自升式平台穿刺过程中的结构响应进行研究。根据某典型平台图纸，使用有限元法建立细化模型。在穿刺过程中采用CONNECTOR单元及非线性弹

2、簧模拟自升式平台围阱区的齿轮齿条接触及桩土作用。考虑到模型中包含的高度非连续过程，穿刺过程采用显式动力学方法求解。通过分析模型穿刺后的结构形态，危险点分布，穿刺速度对结构的影响及预压载值的变化，探讨自升式平台穿刺过程中的结构响应特征。结果表明：平台导向板附近桩腿结构最容易在穿刺中损坏；穿刺速度对与桩靴相连的桩腿结构影响很大；为减少穿刺对结构的影响，可以考虑主动刺穿或减少气隙进行单桩预压载等措施。关键词：自升式平台；穿刺；有限元法；显式方法；结构响应中图分类号：P751文献标识码：AStructuralresponseofJackupduringpunch—thr

3、oughZHANGAi—xia．DUANMeng—lan(1．SchoolofNavalArchitecture，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China；2．EngineeringDesignInstituteofCNPCOffshoreEngineeringCo．，Ltd．，Beijing100028，China；3．OffshoreOil／GasResearchCenter，ChinaUniversityofPetroleum(Bei—jng)，Beijing102249，China)Abstract：

4、Inordertoreducethelossinthepunch—throughaccidentofJackup，thestructuralresponseofJackupduringpunch—throughneedstobestudied．AdetailedmodelisestablishedbasedonatypicalJackupwithFiniteElementMethod(FEM)．CONNECTORele—meritandnon—linearspringareusedtosimulatetheleg／hullconnectionandspudcan

5、—soilinteraction．Consideringthenon·linearitycon—rainedinthismodel，timedomainanalysisisconductedwithexplicitanalysismethodforpunch—through．Throughanalyzingtheshapechangeofhullandlegafterpunch—through，thedistributionofdangerouspoints，effectsofpunch-throughspeedonthestructureandchangeso

6、fpreload，somestructuralresponsecharacteristicsofpunch—througharedetermined．Thestudydemonstrates：pilelegstructurearoundguidingplateismosteasilydamagedandpunch—throughspeedhasgreatinfluenceonthepilelegstructurestrengthconnectedtospudcan．Toreducethelosscausedbypunch—through，themeasuresa

7、resuggestedaccordingtotheanalysis，suchasactivepunchthroughorpreloadingundersmalleringap．Keywords：Jackup；punch—through；finiteelementmethod；explicitanalysis；structuralresponse自升式钻井平台是海上油田开发的重要设备，可用于钻井、修井、试油、试采等作业，由于其具有定位能力强、作业稳定性好等优点，在近海石油开发中得到广泛应用。但是由于海底地层的复杂性以及平台操作过程中桩土作用的复杂性，给白升式钻井平

8、台的作业安全带来了巨大的