半潜式钻井平台表面裂纹损伤评价

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第1期石油学报VoI．27NO．I2006年1月ACTAPETROIElSINICAJan．2006文章编号：0253—2697(2006)01—0128—04半潜式钻井卞砸口表面裂纹损伤评价李杰段梦兰。周松民。张文(1．复旦大学力，0工程科学系卜海200433；2．中国船级社北京1000063．中海油田服务有限公司广东湛江524057)摘要：以南海现役某半潜式钻井平台的表面裂纹为研究对象，用有限元法和断裂力学理论，对平台结构整体及裂纹尖端局部断裂力学进行了分析，确定了描述裂纹及其在钻井平台局部扩展的力学参量。采用ABAQUs软件构造

2、板壳结构表面裂纹，研究了决定裂纹扩展的断裂力学参量以及腐蚀等因素对裂纹尖端断裂力学参量分布的影响。为含裂纹平台结构安全评估提供一种科学的方法。关键词：半潜式钻井平台；表面裂纹；断裂力学；应力强度因子；有限元分析中图分类号：TE851文献标识码：AEvaluationofsurfacecrackdamageonsemi—submersibleplatformLiJieDuanMenglanZhouSongminZhangWen(1．DepartmentofMe(hani~andEngineering，FudanUniversity．Shanghai200433，China：2．ChinaCc

3、ussificut㈨7lS()ciety，Beijing100006，China；3．OilfieldServiceCompanyLimited，CN(X)C．Zhanj如ng524057，China)Abstract：TheglobalstructureanalysisandlocalcrackevaluationonthesemisubmersibleplatformservicinginSouthChinaSeawerecarriedoutbyfiniteelementmethodandfracturemechanicstheory．Thefracturingparametersfo

4、rdescribingthecracksandtheirpropagationonthelocalshellplateoftheplatformweredetermined．TheeffectsoflocalshellplatecorrosionfactoronthefracturingparametersdistributedaroundthecracktipwereinvestigatedusingABAQUSsoftware．Theglobalstructuralstrengthevaluationtoobtainthenecessaryboundaryconditionsforth

5、eanalysisoflocalfracturewasmade．Thedistributionofstressintensityfactoralongcrackfrontwasanalyzedbythefracturemechanics．Keywords：semisubmersibleplatform；surfacecrack；fracturemechanics；stressintensityfactor；finiteelementanalysis在恶劣环境中，海洋结构焊接缺陷和腐蚀等均可1平台浮箱表面裂纹性质及构造原理能是裂纹和平台整体结构破坏的起因，有必要对裂纹尖端断裂力学参量进行研究

6、及基于裂纹断裂力学进1．1平台参数行更加精确的真实结构寿命估算研究“]。目前，对于该平台为半潜式钻井平台，平台材料屈服应力裂纹问题，无论是理论研究还是_T程应用，精确分析方为355MPa；最大作业水深为457．2ITI；设计最大风速法首推有限元法。国外学者对三维表面裂纹进行为56．53m／s；最大波高为32ITI；最大流速为1．54了计算并得到了理想的结果，但使用的都是2()节点等m／s；平台总长为92．350ITI；型宽为68ITI；平台前后立参单元所建的有限元模型，其自由度多、计算量大，不柱中线距离为58．864m；左舷与右舷立柱中线距离为便于大型结构的工程评估。线弹簧模型ISM的概4

7、5．720ITI；主甲板高度为33．604m；浮箱甲板型高为念l1“把三维表面裂纹问题简化为简单的薄壳问题，以7．620ITI；浮箱型宽为15．240m；立柱最大直径为适应工程计算的需要。笔者采用ABAQUS软件之壳11．125m。另外，平台浮箱板材厚度为14．5mill，板长单元与线弹簧单元来模拟南海某平台浮箱壳体结构的为1524ITIITI，板宽为508ITIITI。外表面裂纹，并对裂纹前沿各个位置的应力强度因子1．