自升式平台圆柱桩腿是桩基薄壁桥台计算2014结构还是厚壁结构

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-11-20 06:54 标签： 薄壁筒桩定额
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哈尔滨工程大学学士学位论文
海洋平台所受的波浪载荷的计算和动态响应分析，一直以来都是海
洋工程领域研究的重点，它对于平台的强度校核，结构疲劳寿命评估，及
平台的结构设计方面都具有重大意义。基于现有的计算多是应用线性波浪
理论进行的，本文选取了和实际波面颇为接近的更为精确的斯托克斯波
浪理论进行分析计算。
首先用工程上较通用的计算机语言FORTRAN编制了一套较完整的程
序。分别应用STOKES三阶波和五阶波理论计算了平台桩腿所受的波浪力
及相应的力矩，得出了波浪力随水深和相位的变化情况，以及单个桩腿
所受的最大波浪力。并分别考虑了海流的影响，和自由表面的影响，将
结果进行了分析比较。在计算出单桩腿的波浪力的基础上，又进一步亡f算
了在一定的波浪周期下，同一时刻平台各桩腿的不同受力。刻画了各桩腿受
力之间的联系。
然后以“胜利五号”自升式钻井平台为算例，用结构有限元软件进行动
力分析，得出结构的应力响应和变形，并加入非线性自由表面波浪力的影响，
以得到更符合实际的结果。可供有关方面进行参考。
关键词：自升式平台；波浪载荷；STOKES三阶波；STOKES五阶波；动态响应
哈尔滨工程大学学士学位论文
Calculationsloadactedon
platformscorresponding
stressedintheresearchfieldmarine
dynamicresponseanalysis
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开启浅海圆柱桩腿自升式钻井平台新模式
作者：梁子波
2011年中国石油化工集团公司科技进步一等奖，开启浅海圆柱桩腿自升式钻井平台新模式，国内作业水深最大达50米，这就是胜利油田钻井院设计的胜利十号自升式钻井平台。
&通讯员&梁子波
2011年中国石油化工集团公司科技进步一等奖，开启浅海圆柱桩腿自升式钻井平台新模式，国内作业水深最大达50米，这就是胜利油田钻井院设计的胜利十号自升式钻井平台。
胜利油田是国内第一个下海采油的陆地油田。从1978年11月胜利一号平台下水，胜利油田先后从国内外购置和建造了9座钻井平台。但是原有海上钻井平台结构老化，作业水深35米以上的平台严重不足。除去1992年退役的一号平台，胜利油田共有8座钻井平台。其中，胜利二号和三号平台是在国内建造，其余6座都是从国外引进的二手平台。这些平台，服役时间最短的已经20年，最长的超过30年。
早在“十五”期间，虽然集团公司和胜利油田斥巨资对钻井平台进行更新改造，但平台结构老化问题仍然存在，尤其是自升式钻井平台的升降装置老化问题日益突出，平台作业受力区域的齿条已由渐开线形变成“楔形”，成为钻井生产中的安全隐患。为缓解海上采油窘境，钻井院组织科研人员展开了胜利十号自升式钻井平台研制攻关。
攻关的过程是艰辛的，攻关的结局是圆满的。在钻井院胜利十号自升式钻井平台研制项目组的不懈努力下，成功设计出了国内作业水深最大的圆柱桩腿自升式钻井平台，最大作业水深达50米，形成了我国浅海圆柱桩腿自升式钻井平台的新模式。
与原有平台相比，十号平台悬臂梁跨距最大，从井架中心纵向可移动12米，横向可移动3.6米；钻井设备拖动形式最先进，全部钻井设备采用12脉动交流变频驱动，维护方便，操作简单，电网污染小；升降能力最强，可以在载有1000吨活动载荷的情况下进行平台升降；储备浮力充足，平台拖航移位更为安全、平稳。
平台主体为箱形结构，平面形状接近三角形。平台桩腿采用圆柱形桩腿，每个桩腿设有一套升降装置，桩腿通过升降装置与船体连接和固定，并可将船体支撑于一定高度。升降装置采用电动齿轮齿条升降系统。
这座平台适用于渤海湾水深4.5米—50米（含天文潮和风暴潮）内泥砂质或淤泥质海域，7000米（直径114毫米钻杆）深度内的石油钻探作业，平台在一次就位的情况下，同一位置最多可钻探30口井（井间距1.5米），而原有平台仅为9口。最大作业水深可达50米，定员90人，设计使用年限20年，海上自持能力20天。
项目组首次研发并配备了自升式钻井平台安全信息采集与记录系统，对平台在各种工况下的数据实时检测、分析，及时提出安全预警，为平台的安全运行提供了有力的保障；研发的液力自动启闭式超低吸附力桩靴系统，解决了自升式平台入泥深、拔桩困难的问题，保证了平台插拔桩作业的安全性。胜利十号自升式钻井平台的研制成功标志着我国圆柱桩腿自升式钻井平台的研制达到了新的水平，达到国际先进水平。(中国科技网)
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海洋平台板自升式钻井平台的基本组成
作者：&&&发布时间： 17:36:01&&&点击：
在海洋油气资源开发过程中，自升式钻井平台主要用于打探油气井，也可用于打生产井、修井作业，也可作为早期生产中的海洋平台板钻采平台，这些主要功能的实现，主要依赖于其特殊部件如桩腿、升降系统、锁紧装置以及悬臂梁等的应用。
　　桩腿及桩靴海洋平台板
　　桩腿是海洋平台板自升式钻井平台的关键部位，当海洋平台板自升式钻井平台实施作业的时候，需通过升降机构将海洋平台板平台举升到海面以上安全高度，接着进行桩腿的插桩，并由桩靴来支撑整个平台。典型的自升式钻井平台有3个独立桩腿，每个桩腿根部设计有桩靴。世界第一艘三桩腿海洋平台板自升式钻井平台&天蝎号&于1956年在美国建成并投入使用，该设计大胆采用了创新的桁架式桩腿及齿条和齿轮升降系统，该平台型长56.7米，型宽45.7米，桩腿长42.7米，总重4000吨，是现代海洋平台板自升式钻井平台的雏形。
　　桩腿结构有圆柱式、封闭式、桁架式等，新一代海洋平台板自升式钻井平台桩腿大多采用桁架式。桁架式桩腿能够极大地减少水阻力和波浪载荷的影响，从而使作业水深得以大幅提升，能深达120米或者更深。桁架式桩腿多采用高强度钢、大臂厚、小管径臂厚比的主弦管和支撑管，管节点一般采用高强度、高刚度的&X&和逆&K&形，以减小节点数量。
　　桩靴是独立插桩式海洋平台板自升式钻井平台在海上安全钻井的关键，用来承担海底对平台的支撑力。海洋平台板自升式平台依据其桩腿和桩靴的形式可分为2种：一是由桩靴支撑的，独立桁架式桩腿的自升式平台；二是席地支撑的自升式平台，该席地将所有的桩腿连接在一起。
　　独立桁架式桩腿的自升式平台的优点是桩腿之间的机械独立性。因为这个性能，平台可以安装在略微倾斜或不平的海底。整个平台的稳定性就取决于其桩腿和桩靴的几何形状和直径。桩靴的形状和尺寸可根据作业的需求进行不断的更新改进，其受力面设计更加趋于受力均匀，而且能够承受更多的载荷要求。早期的桩靴形状为罐体形状，直径在5-10米左右，从上世纪70年代开始，逐渐演变为&橄榄球形状&（俗称锥形），直径增加到了10-20米。
　　升降系统
　　升降系统作为海洋平台板自升式平台中的关键部分，在平台的设计制造中历来受到高度重视，其性能的优劣直接影响平台的安全和使用效果。海洋平台板自升式平台的升降系统大致分为两大类：齿轮齿条电动升降和孔穴插销液压升降。由于齿轮齿条式升降速度快、操作简单、易对井位，多为桁架式自升式钻井平台所采用。
　　齿轮齿条式升降系统由动力驱动系统、动力传递系统（主要包括齿轮齿条及相应的减速机构）和平台升降控制系统等3大部分组成。动力通过桩边马达驱动齿轮减速箱，然后传递给与齿条啮合的小齿轮．从而带动平台的升降。
　　锁紧装置
　　所有的升降装置都必须将环境、重力和运行时的载荷在平台与支腿之间进行转换。有些海洋平台板平台是依赖起升的齿轮来实现这一功能，但是大部分海洋平台板平台却是只在起升时依赖齿轮，而其他多数时间是依靠锁紧装置来实现这一功能的。
　　锁紧装置主要由夹锁紧液压缸、驱动液压缸及锁紧块等组成。通过驱动液压缸推动锁紧块与齿条接触，并与齿条紧紧啮合，通过上下两锁紧液压缸将锁紧块紧紧夹住，这样可将整个平台的重量施加在锁紧块上，以固定平台。液压驱动系统是将平台与锁紧块联系起来的一个纽带。在进行升降操作时，松开上下部夹紧液压缸，驱动液压缸回缩，即可将锁紧块与齿条脱开。
　　悬臂梁
　　海洋平台板自升式平台的钻台已经从早期的槽口式发展到当今的悬臂梁式。海洋平台板悬臂梁平台的设计建造，大大提升了自升式钻井平台的作业功能，从传统的纯勘探钻井发展到钻完井作业、修井作业和钻调整井等作业，大大减轻井口导管架平台的设计承载量，减少导管架平台的成本。目前，200米水深以内大陆架海域的油气开发有90％采用导管架生产平台，所以悬臂梁钻井平台备受欢迎。目前，新建和待建的自升式钻井平台几乎均设计成悬臂梁式钻井平台。
河南钢达贸易有限公司 转发胜利十号:圆柱桩腿自升式钻井平台新模式
胜利十号:圆柱桩腿自升式钻井平台新模式
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