手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
新型半潛式鉆井平臺在抗風浪能力、甲板變載能力、工作水深、鉆井深度以及多功能作業(yè)(鉆井、完井、試油、生產(chǎn)、修井、起重和鋪管)等方面與另外兩種主流的深水平臺Spar，TLP相比，有著明顯的比較優(yōu)勢，這使得半潛式平臺成為南海油氣資源勘探開發(fā)的首選。本研究的目標平臺是國內(nèi)在建的第一座代表世界先進水平的第六代深水半潛式平臺，結(jié)構(gòu)形式上采用箱式上部結(jié)構(gòu)、雙浮體、四立柱、雙橫撐的形式，無斜撐設計避免了出現(xiàn)復雜管節(jié)點疲勞破壞的可能性。但是箱式甲板縱向與橫向的大跨度特點及無斜撐設計使平臺的總體強度分析成為保證平臺結(jié)構(gòu)安全的首要任務。
國內(nèi)建造的深水平臺數(shù)量不多，但對其結(jié)構(gòu)強度分析一直很受重視。根據(jù)船級社規(guī)范進行了平臺的結(jié)構(gòu)強度校核，文獻提出Spar平臺總體強度分析方法，但這些研究均未涉及計算工況的選取原則，船級社也未明確給出針對半潛式平臺的分析工況選取原則。海洋平臺總體強度分析的關(guān)鍵是計算波浪誘導載荷與運動，文獻采用三維繞射理論頻域法計算了半潛式平臺的波浪載荷，文獻應用時域格林函數(shù)法求解波浪與三維物體間的繞射與輻射問題。本研究采用可以考慮工作海域海況條件及結(jié)構(gòu)水動力特性的譜分析方法確定設計波參數(shù)，進行了自存工況、兩種作業(yè)工況共三種裝載情況下21個波浪工況的載荷預報，并完成了平臺結(jié)構(gòu)總體強度三維有限元分析，在入射波與結(jié)構(gòu)變形模式關(guān)系、結(jié)構(gòu)應力分析的基礎上提出了計算工況選取原則及控制總體強度的關(guān)鍵因素，這些工作可為今后深水半潛式平臺的結(jié)構(gòu)設計、強度分析及形式優(yōu)化提供參考。
由于大型海洋結(jié)構(gòu)物可以嚴重影響入射波的流場，各船級社推薦使用三維繞射理論計算波浪載荷。采用三維繞射理論計算平臺濕表面的水動壓力及波浪誘導的運動，基于波浪載荷頻域法和譜分析的設計波法是一種綜合考慮船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的水動力性能、工作海域的海況條件、波浪回復周期等因素，為結(jié)構(gòu)設計和分析提供適當載荷值的載荷處理方法。結(jié)構(gòu)分析采用準靜態(tài)分析方法，選擇水動力預報載荷達到極值的瞬時時刻平臺運動引起的慣性力、液艙對艙壁的水動壓力與濕表面水壓力施加到結(jié)構(gòu)有限元模型進行有限元計算。深水平臺對入射波流場影響大，繞射與輻射引起的繞射力與慣性力是波浪誘導載荷的重要分量。繞射理論假設流體是均勻、不可壓縮、無旋的理想流體，并且不計自由表面張力(簡化自由表面邊界條件)，在引入微幅波假設后，簡化為線性繞射理論。
波浪載荷計算中繞射勢與輻射勢滿足物面條件，使用在平臺濕表面布置點源形式的Green函數(shù)來表示流場勢函數(shù)。平臺六個自由度運動臨界阻尼系數(shù)需要根據(jù)水動力模型試驗的結(jié)果進行修正，本研究波浪載荷計算采用的臨界阻尼系數(shù)參考文獻中的水池模型實驗進行修正，垂蕩運動臨界阻尼系數(shù)取200-7000，平合的Ilk浪誘導載荷在不同周期、浪向、相價的Ilk浪條件下差異很大。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司www.gg199c.com，轉(zhuǎn)載請注明出處和相關(guān)鏈接！