自升式平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)型式的水深適應(yīng)性研究.pdf

1、隨著海洋油氣勘探的發(fā)展，自升式平臺(tái)的作業(yè)水深不斷增加，且工作環(huán)境愈加惡劣，這對(duì)自升式平臺(tái)總體性能提出了更高的要求。樁腿結(jié)構(gòu)作為自升式平臺(tái)的核心部件，對(duì)自升式平臺(tái)的總體性能有著至關(guān)重要的影響。因此，本文研究了作業(yè)水深增加對(duì)不同型式樁腿結(jié)構(gòu)的自升式平臺(tái)總體性能的影響。本文以遼河重工自主設(shè)計(jì)的CP350自升式平臺(tái)為研究對(duì)象，通過(guò)增加樁腿長(zhǎng)度提高作業(yè)水深，并選取多組作業(yè)水深。每組水深下，選取五種常見(jiàn)型式的樁腿結(jié)構(gòu)，包括 K型，Rev-K型，Mi

2、xing型，X型以及含有水平撐桿的X型（Trans-X型），對(duì)自升式平臺(tái)的總體性能進(jìn)行分析。
　　本研究首先綜合考慮工作載荷和環(huán)境載荷作用，根據(jù)規(guī)范建立不同作業(yè)水深下，不同型式自升式平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)的詳細(xì)模型。通過(guò)單自由度法（SDOF）計(jì)算自升式平臺(tái)的動(dòng)力放大因子（DAF），比較自升式平臺(tái)慣性力載荷隨浪向角的變化曲線。通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)分析法計(jì)算比較不同作業(yè)水深下，不同型式自升式平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及總重量的特性。結(jié)果表明 Mixing

3、型樁腿整體性能最好，適合在深水區(qū)作業(yè)，所以推薦使用Mixing型樁腿結(jié)構(gòu)型式。進(jìn)一步考慮自升式平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)的大位移非線性和環(huán)境載荷非線性的特性，根據(jù)規(guī)范建立不同作業(yè)水深下，不同型式自升式平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型。采用有限元軟件ANSYS中的瞬態(tài)動(dòng)力分析法對(duì)自升式平臺(tái)進(jìn)行了規(guī)則波時(shí)域分析。通過(guò)比較主船體側(cè)向位移二倍幅值和相關(guān)動(dòng)力放大因子計(jì)算結(jié)果的差異，研究作業(yè)水深增加對(duì)不同型式的自升式平臺(tái)動(dòng)態(tài)性能的影響。此外，本文還比較了利用時(shí)域分析法與單