自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、石油是經(jīng)濟(jì)的血液，擁有充足的油氣資源，保證油氣資源的穩(wěn)定供給，是經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展的必要條件。進(jìn)入21世紀(jì)后，世界已經(jīng)逐漸步入能源稀缺時(shí)代，許多國家把目光轉(zhuǎn)向海洋，投入了大量的人力和物力進(jìn)行海洋能源開發(fā)。自升式鉆井平臺是目前世界上廣泛采用的海洋鉆井裝備之一，主要是在灘涂和淺海區(qū)域作業(yè)，近年來，自升式鉆井平臺的建造量逐年增加，我國在海洋鉆井平臺的設(shè)計(jì)、建造、檢驗(yàn)和科研方面都迫切需要發(fā)展，特別是在海洋鉆井平臺的基本(技術(shù))設(shè)計(jì)上，我國在獨(dú)立設(shè)計(jì)方

2、面尚有一定的差距，大多依靠外國設(shè)計(jì)技術(shù)。因此，開展上述相關(guān)方面的研究工作，是提高我國海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造能力的需要，也是提高海洋平臺設(shè)計(jì)國際競爭力的需要，這對于我國海洋資源的開發(fā)和我國海洋工程事業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。 方案設(shè)計(jì)在很大程度上決定了最終產(chǎn)品的性能、創(chuàng)造性、價(jià)格、市場響應(yīng)速度和效率等，因此，對自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)可行方案的快速生成、技術(shù)參數(shù)指標(biāo)綜合評價(jià)、最優(yōu)系統(tǒng)決策，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)

3、值。本論文主要做了以下研究內(nèi)容： 針對自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)的具體情況，將系統(tǒng)工程的理論和方法用于其方案設(shè)計(jì)整個(gè)過程中，提出了針對自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析步驟，并根據(jù)霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合平臺方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)的任務(wù)特點(diǎn)，提出了平臺方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型，用于指導(dǎo)自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。 多功能自升式鉆井平臺是目前自升式鉆井平臺的一個(gè)發(fā)展趨勢，本文將綜合安全評估技術(shù)用于新型多功能自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)前期的可行

4、性論證，可以從安全分析的角度論證新增功能實(shí)現(xiàn)的可能性，提出合理且有效地控制風(fēng)險(xiǎn)的措施，指出在設(shè)計(jì)、使用過程中應(yīng)注意的問題，在增加新功能的同時(shí)，可以有效地提高海上安全的程度，是新型自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)的前提。作為實(shí)例，在分析總結(jié)應(yīng)用自升式鉆井平臺安裝簡易平臺的作業(yè)特點(diǎn)、探討其工作原理和工作流程的基礎(chǔ)上，將綜合安全評估技術(shù)應(yīng)用到安裝海上簡易平臺的新型多功能自升式鉆井平臺方案可行性研究中，論證了該方法的可行性和有效性。 在自升式鉆井

5、平臺的方案設(shè)計(jì)過程中，目前沒有用于可行方案生成的平臺主尺度數(shù)學(xué)模型，本文利用收集到的船型資料，應(yīng)用系統(tǒng)建模的理論和方法，分別建立了自升式鉆井平臺主尺度的單變量預(yù)測模型和多變量預(yù)測模型。該模型的建立有利于分析和掌握自升式鉆井平臺主尺度要素變化規(guī)律，同時(shí)在自升式鉆井平臺設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)已知信息量的多少，選擇合適的模型進(jìn)行主尺度的預(yù)測，開展平臺設(shè)計(jì)初期的經(jīng)濟(jì)論證和方案設(shè)計(jì)。 對于如何從若干個(gè)自升式鉆井平臺可行方案中選出最優(yōu)方案，是方案評

6、價(jià)過程中所要解決的主要問題，目前沒有相應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)合近年來對自升式鉆井平臺方案設(shè)計(jì)所作的研究工作和相關(guān)方面專家的建議，本文建立了一套針對自升式鉆井平臺的方案評價(jià)指標(biāo)體系，并對其評價(jià)方法進(jìn)行了研究。在建立評價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用AHP法和改進(jìn)的灰關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行平臺方案的優(yōu)選，初步分析和計(jì)算實(shí)例表明，該評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)方法是適用和可靠的；通過對灰關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行改進(jìn)，建立了適用于自升式鉆井平臺方案選優(yōu)的灰關(guān)聯(lián)多目標(biāo)綜合評價(jià)模型，

7、該模型既在一定程度上考慮了設(shè)計(jì)方案各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性，體現(xiàn)了事物的客觀本質(zhì)，又能反映船東的主觀偏好和設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)需要。同時(shí)，針對已按設(shè)計(jì)建成并投入使用的自升式鉆井平臺，嘗試建立一套合理、完整、科學(xué)和實(shí)用的性能水平等級評價(jià)方法，對其先進(jìn)性水平進(jìn)行評定，利用獲取的評價(jià)結(jié)果，可對設(shè)計(jì)平臺的先進(jìn)性水平進(jìn)行定位，評估設(shè)計(jì)是否達(dá)到預(yù)期效果及其改進(jìn)方向，對今后自升式鉆井平臺的方案設(shè)計(jì)起到借鑒作用。 智能方案設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)前方案設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)研究