自升式鉆井船樁靴承載能力的研究

自升式鉆井船樁靴承載能力的研究

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時(shí)間:2019-02-01

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1、中文摘要自升式鉆井船是一種機(jī)動(dòng)、高效、作業(yè)穩(wěn)定的海上工程船,既能自升,又能遷航,具有性能好、功能強(qiáng)、通用性好等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于海上平臺(tái)的建造和維護(hù)、海底管線的鋪設(shè)和維修、海上油井的鉆探等許多海上石油工程。自升式鉆井船的重要技術(shù)特點(diǎn)是采用尺寸相對(duì)較大的獨(dú)立大樁靴,就位時(shí)插樁、遷航時(shí)拔樁是發(fā)揮其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的基本前提。如何控制樁靴入泥深度,使其既滿足承載力要求又能安全拔樁,是亟待解決的關(guān)鍵問題。本文綜合利用有限元數(shù)值模擬和經(jīng)典土力學(xué)理論兩種方法,對(duì)樁靴基礎(chǔ)的豎向承載力進(jìn)行研究,并對(duì)鉆井船樁靴尺寸、土體特性參數(shù)的

2、影響進(jìn)行分析。具體的研究工作包括以下幾個(gè)方面:1、總結(jié)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)自升式鉆井船的研究現(xiàn)狀;2、采用經(jīng)典土力學(xué)極限承載力理論研究樁靴承載能力,討論均質(zhì)土和層狀土中樁靴承載力計(jì)算方法以及穿刺可能性分析方法,考慮樁靴入泥的動(dòng)態(tài)過(guò)程,在樁土相互作用下,分析不同土質(zhì)下樁靴入泥深度的計(jì)算方法。3、采用ABAQUS有限元法,考慮樁土接觸面作用,分析豎向荷載作用下樁靴基礎(chǔ)的承載力。研究鉆井船樁靴尺寸、土體特性參數(shù)(包括粘聚力、彈性模量、內(nèi)摩擦角)、摩擦系數(shù)等各種因素對(duì)樁靴貫入阻力的影響規(guī)律,以及貫入阻力隨入泥深度的變化規(guī)律。在此

3、基礎(chǔ)上,將流固耦合的數(shù)值方法引入到樁土相互作用的分析中,進(jìn)一步研究貫入阻力與入泥深度關(guān)系以及壓樁結(jié)束后孔隙水壓力的變化規(guī)律。4、以渤海五號(hào)鉆井船為例,在預(yù)壓荷載21MN作用下,對(duì)比理論計(jì)算與有限元分析兩種方法的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)二者能夠較好的吻合,從而證明ABAQUS有限元分析的可行性。關(guān)鍵詞:自升式鉆井船樁靴入泥承載力ABAQUSABSTRACTJack-upself-elevatingdrillingplatformisakindofmobileoceanengineeringvesselwhichcanliftit

4、self.Becausejack—upself-elevatingdrillingplatformshavegoodperformances,strongfunctions,andgoodversatility,SOintherecentdecades,t11eyhavegotwidelyusedinoffshoreoilengineering,suchasplatformconstructionandmaintenance,thepipelinelayingandrepairing,theoildrilling

5、andSOon.Havingindependentbigspudsisoneofthemostimportanttechniquecharacteristicsofjack-upself-elevatingdrillingplatform.111ebasicpreconditionofspudfoundationapplicationisthatitcanbepenetratedintothesoilduringsetupandcallbepulledoutbeforetowing.Howtodeterminet

6、hespudpene仃ationdepthtomakeitsatisfythebearingcapacityandcanbepulledoutsafelyisacriticalissue.Twomethods,finiteelementnumericalsimulationandtraditionalformulasofsoilmechanicsareadoptedinthisresearch.Thedissertationanalyzestheverticalbearingcapacityofthespudfo

7、undationsunderstaticloadanddiscussestheinfluencingfactors.Themaincontentsoftheresearchareasfollows:1.Theresearchstatusofjack-upself-elevatingdrillingplatformhomeandabroadhasbeenreviewedandsummarized.2.111etraditionaltheoriesofsoilmechanicsareusedtostudythebea

8、ringcapacityformulasofthespudfoundationsonuniformandlayeredsoils,andthepotentialforpunch—though.Consideringtheinteractionbetweenspudfoundationandthesoil,themethodsofpredictingthepenetrmio

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