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作者：张兴刚江苏科技大学

学位级别：硕士

超深水半潜式钻井平台是深远海油气资源开发的重要装备之一,能适应国家海洋强国战略发展的需求。在超深水半潜式钻井平台发展进程中,我国建造水平一直处于世界前列,但未来还有很大的发展空间。第一,对水动力性能分析,能为动力定位系统... 详细信息

超深水半潜式钻井平台是深远海油气资源开发的重要装备之一,能适应国家海洋强国战略发展的需求。在超深水半潜式钻井平台发展进程中,我国建造水平一直处于世界前列,但未来还有很大的发展空间。第一,对水动力性能分析,能为动力定位系统的开发研制提供有效的理论依据。第二,平台长期服役中受到复杂波浪载荷的作用,对波浪载荷研究,能为计算平台结构强度提供更准确的载荷工况。第三,对平台结构强度评估分析,能为平台提供有效的安全保障。第四,对平台结构疲劳寿命分析,能为平台结构设计满足长期服役条件提供安全保障。第五,在平台结构设计阶段,往往只考虑整体结构性能的优越性,而良好的建造工艺,不仅能提高建造质量,还可以提高产品的经济效益,这也是未来突破建造瓶颈的重要研究方向。本文以某超深水半潜式钻井平台为研究对象,对平台关键节点波浪载荷、结构强度、疲劳寿命以及典型结构焊接工艺进行分析。主要研究内容和结论如下:1)利用Geni E软件,建立某超深水半潜式钻井平台模型,并对其运动响应和剖面载荷传递函数进行分析。结果表明:该目标平台在4000m水深下,平台结构运动响应敏感周期为5s-25s,在顺浪、横浪、尾斜浪3种遭遇浪向下,运动响应值较大。剖面载荷在7s-10s周期范围内响应传递函数较大。2)针对关键节点,采用3种设计波法分别对设计波参数进行计算,结果表明:3种设计波法中,长期预报设计波法能有效地对关键节点的设计波参数进行计算。3)基于长期预报设计波法对平台关键节点进行强度分析。通过对变尺度网格法的探究,进一步研究典型十字节点结构不同焊接型式对结构强度的影响。结果表明:立柱与下浮筒连接位置的十字节点处存在明显的应力集中现象;在不同焊接型式下,十字节点焊接型式采用C型打磨,能有效的降低结构的应力集中程度。4)结合设计波参数,采用简化谱分析方法,对关键节点进行疲劳寿命分析。分析了十字节点不同焊接型式对疲劳情况的影响。结果表明:热点应力插值路径不同对计算结果的影响较为明显,路径板厚越薄,计算结果越保守。在十字焊接节点采用C型打磨焊接型式时,能有效的提高焊件疲劳寿命,并且探究中发现剪力对焊件疲劳损伤的影响非常大。

关键词：超深水半潜式钻井平台设计波法疲劳谱分析十字节点焊接工艺

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超深水半潜式钻井平台设计技术创新与应用

引用

海洋工程装备与技术 2015年第6期2卷 353-360页

作者：谢彬李阳张威谢文会王俊荣中海油研究总院北京100028

中国南海环境条件恶劣,夏季强台风频发,冬季突发性风暴不断,内波时隐时现,对深远海作业的半潜式钻井平台的安全性、总体性能、作业效率等方面均提出了非常高的要求,南海超深水半潜式钻井平台的设计面临多项世界级的技术挑战。结合南海... 详细信息

中国南海环境条件恶劣,夏季强台风频发,冬季突发性风暴不断,内波时隐时现,对深远海作业的半潜式钻井平台的安全性、总体性能、作业效率等方面均提出了非常高的要求,南海超深水半潜式钻井平台的设计面临多项世界级的技术挑战。结合南海超深水半潜式钻井平台的研发过程,重点叙述在南海内波流载荷、甲板可变载荷、慢漂运动预测、简化疲劳分析等方面取得的创新性成果,并对南海超深水半潜式钻井平台的总体方案加以介绍。通过多项重大技术创新攻关,最终研发出世界首次针对南海特殊环境条件、具有自主知识产权的超深水半潜式钻井平台新船型。平台作业水深3 000m、钻井深度10 000m、可变载荷9 000t,稳性和结构强度满足南海200年一遇环境条件要求。与世界先进的同类平台相比,其运动性能和作业性能优良,平均钻井作业时效较国际同类平台提高10%,综合技术指标世界领先。

关键词：超深水半潜式钻井平台内波流慢漂简化疲劳总体方案

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