單柱式深水平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及主體強(qiáng)度初探.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對(duì)石油的需求越來越大。目前陸地與淺海石油的生產(chǎn)能力有限，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)的需要，導(dǎo)致我國每年都需要進(jìn)口大量石油。這不僅消耗了很多資金，而且存在很大的安全隱患。我國南海的廣闊海域內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，但是我們目前還不具備深海開采技術(shù)。 Spar 平臺(tái)具有在深水環(huán)境中運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，安全性良好，靈活性好，易拆除轉(zhuǎn)移，以及經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)，被視為未來深海采油平臺(tái)的發(fā)展方向。目前，國外Spar 平臺(tái)已從第一代的Cl

2、assic Spar 平臺(tái)發(fā)展到第二代的Truss Spar 平臺(tái)，及第三代的Cell Spar 平臺(tái)。但是深海單柱式平臺(tái)畢竟是一個(gè)新興事物，其理論問題和工程技術(shù)需要長期發(fā)展和完善。 在這樣的背景下，上海市科委批準(zhǔn)了“深海單柱式平臺(tái)關(guān)鍵動(dòng)力性能的理論與實(shí)驗(yàn)研究”課題，上海交通大學(xué)海洋工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了Spar 平臺(tái)的性能與設(shè)計(jì)研究。課題組收集、分析、消化國外各種Spar 平臺(tái)的特點(diǎn)，并根據(jù)國內(nèi)企業(yè)的建造能力和水平，提出適合

3、我國國情的新概念多柱桁架式Spar 平臺(tái)——Cell Truss Spar（簡(jiǎn)稱C-T Spar）。 本文是該課題的一個(gè)組成部分。文章首先簡(jiǎn)單介紹了Spar 平臺(tái)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。然后綜合比較了海洋油氣資源開發(fā)的專門機(jī)構(gòu)和船級(jí)社的相關(guān)規(guī)范，探討了深海單柱式平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，旨在為今后我國的深海單柱式平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的制定提供依據(jù)，為深海單柱式平臺(tái)的研發(fā)提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐。接著文章簡(jiǎn)單介紹了新概念C-T Spar 平臺(tái)，并給出上海交

4、通大學(xué)海洋工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的工作于中國南海1500m 水深的C-T Spar 平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)例，然后根據(jù)平臺(tái)主尺度和總布置等信息，參考相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，探討和研究結(jié)構(gòu)布置型式，并列出C-T Spar 平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸。最后文章在主體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，參照API 規(guī)范，利用DNV/Wadam 軟件對(duì)波浪載荷進(jìn)行預(yù)報(bào)；同時(shí)結(jié)合南海具體的環(huán)境條件計(jì)算波浪載荷和海流載荷，對(duì)平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)在作業(yè)狀態(tài)下的總強(qiáng)度進(jìn)行有限元計(jì)算，得到平臺(tái)主體變形和應(yīng)力