自升式海洋平台桩腿桩靴的数值分析

作     者：刘国昊 

作者单位：西南石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马廷霞

授予年度：2012年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：海洋平台 桩腿桩靴 有限元ANSYS 数值分析 

摘      要：桩腿桩靴是自升式海洋平台的一个极其重要且复杂的组成部分,是承受整个海洋平台重量的结构,其强度和刚度特性对自升式海洋平台整体的安全性具有极其重要的影响。在高达数千吨自重载荷和恶劣的环境载荷作用下,桩腿桩靴极有可能出现应力集中、变形过大、疲劳破坏,因此必须对其进行强度校核,以保证平台的安全生产。本文以位于中国南海北部湾可移动的插销式液压升降平台为研究对象,利用三维软件PRO/E、Solidworks、有限元分析软件ANSYS、Workbench及其参数化设计语言APDL,对自升式海洋平台桩腿桩靴进行在极端工况下的强度分析,包括：静力分析、波流耦合、模态分析、地震分析、瞬态波流耦合分析、疲劳分析、桩腿桩靴与海底土相互作用分析。并通过材料力学等相关知识,进行验证其可靠性。最后由分析得出应力应变的情况,从而找出危险截面、危险区域,提出改进方案和有效的预防措施,使可移动插销式液压升降平台安全顺利的生产。本文的分析研究结果为下一步展开桩腿桩靴应力应变监测提供了理论实际的参考。论文利用理论基础对桩腿桩靴受到各种海洋环境载荷进行计算分析,并结合中海油能源发展股份有限公司采油服务公司及中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》的实际数据,对其数值解和理论值进行比较分析,以验证本文利用有限元方法求解的可靠性。本课题研究结果对于提高自升式海洋平台桩腿桩靴质量有显著意义,并可为现场应用提供借鉴。