在役自升式平臺作業(yè)狀態(tài)下強度評估.pdf

1、自升式平臺是一種海上活動式鉆井裝備，由于海洋平臺造價十分昂貴，因此自升式平臺一般都經(jīng)歷過較重大的結(jié)構(gòu)和設(shè)備改造，很多是服役超過15年以上的平臺。這些平臺長期在惡劣的海洋環(huán)境中作業(yè)，不可避免地產(chǎn)生各種腐蝕、變形、裂紋、損傷甚至造成結(jié)構(gòu)破壞，從而降低了平臺的工作能力，甚至影響平臺的作業(yè)安全，因此對老齡平臺進行結(jié)構(gòu)強度安全校核是十分必要的。
　　 本文綜述了自升式平臺靜力強度分析的技術(shù)發(fā)展和研究現(xiàn)狀，提出了平臺鉆井工作狀態(tài)下靜力強度的

2、計算方法。考慮風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷以及工作狀態(tài)時作業(yè)載荷，研究了平臺的結(jié)構(gòu)特性和受力特點。在建立樁腿弦桿模型時，考慮既要保證樁腿可以計算水動力，又能夠達到更好的模型仿真效果，本文提出了自定義梁截面、建立虛擬單元、耦合節(jié)點的解決方法。
　　 本文以某一自升式平臺為研究對象，基于大型有限元分析軟件ANSYS，針對平臺鉆井作業(yè)工況，建立平臺整體模型：懸臂梁、圍阱區(qū)、主船體、樁腿、樁靴等模型，對樁腿進行邊界約束，并處理了懸臂梁-主船體、

3、圍阱區(qū)-樁腿的連接，施加環(huán)境和作業(yè)載荷，通過ANSYS的靜力分析計算獲得平臺的位移以及應(yīng)力分布，并按照《規(guī)范》對計算結(jié)果進行強度校核。
　　 計算結(jié)果表明，固樁區(qū)是典型的高應(yīng)力區(qū)，但是無論是單向應(yīng)力還是合成應(yīng)力(Von Mises應(yīng)力)都未超過規(guī)范狀態(tài)，平臺主體的型材結(jié)構(gòu)的應(yīng)力也都沒有超過材料的許用應(yīng)力。在甲板槽口板與船體艉封板連接區(qū)域的板內(nèi)應(yīng)力，在一些位置明顯偏高，甚至超過材料的屈服極限。通過補強使其整體結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強度滿足規(guī)范