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《自升式鉆井平臺懸臂梁稱重實(shí)驗(yàn)支承結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第46卷船海工程Vo1．462017年7月SHIP&0CEANENGINEERINGJu1．2017自升式鉆井平臺懸臂梁稱重實(shí)驗(yàn)支承結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析孔國照，劉家歡(招商局重．Y-(江蘇)有限公司，江蘇海門226116)摘要：利用有限元分析軟件FEMAP，對自升式鉆井平臺主甲及其底下結(jié)構(gòu)在懸臂梁稱重過程中的受力情況開展建模分析，通過結(jié)構(gòu)受力及變形情況，提出改進(jìn)方案。結(jié)果表明，將方形支柱直接放在甲板上時，甲板及底下結(jié)構(gòu)變形較大，應(yīng)力較集中；通過方案改善，在甲板上設(shè)置由T形材組合成的菱形底座，使得圓形支柱的受力通過該底座分散的傳遞到甲板底下的結(jié)構(gòu)上，可使甲板上最大應(yīng)力值下降13．9
2、％，變形最大值下降14．3％；甲板底下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力最大值下降5．7％，變形最大值下降11．8％。關(guān)鍵詞：有限元；FEMAP；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；懸臂梁稱重；方案設(shè)計(jì)中圖分類號：U661．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：167l-7953(2017)S143104435自升式鉆井平臺作為一種可移動的海洋結(jié)構(gòu)物，主要由平臺主體、樁腿樁靴、升降機(jī)構(gòu)、懸臂梁、鉆井結(jié)構(gòu)以及生活設(shè)施和大型設(shè)備等構(gòu)成。其主船體能沿支撐于海底的樁腿升至海面以上預(yù)定高度進(jìn)行作業(yè)。由于其造價低、定位能力強(qiáng)，在懸惜各種海況下基本都能保證平穩(wěn)的鉆井作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。這種平臺在海洋石油開發(fā)中被廣泛應(yīng)用，在大陸架海域的油氣資源勘探開發(fā)中居
3、重要地位¨。l。懸臂梁是自升式鉆井平臺的重要組成部分，蹈駒匿一它在鉆井作業(yè)時縱向滑動，伸出主船體一定距離(有些平臺的懸臂梁也可橫向移動)，將鉆井架等圖1平臺總體側(cè)視圖鉆井系統(tǒng)伸出海面，開展鉆井作業(yè)，并可不用拔樁出現(xiàn)應(yīng)力集中，甚至導(dǎo)致主甲板結(jié)構(gòu)塑性變形，大移動船體，就能在一定范圍內(nèi)鉆更多的油井_3J，面積返工修整，造成不必要的損失。因此一般需見圖1。因此，懸臂梁及鉆井系統(tǒng)的重量控制對要增加支柱等支撐結(jié)構(gòu)，一方面用于分散應(yīng)力，另整個平臺的安全生產(chǎn)作業(yè)有著舉足輕重的意義。一方面用于增加高度。對整體結(jié)構(gòu)在懸臂梁稱重在平臺建造過程中，懸臂梁稱重實(shí)驗(yàn)是平臺建設(shè)實(shí)驗(yàn)情況下進(jìn)行有限元強(qiáng)度
4、分析，以確保結(jié)構(gòu)具的一個重要環(huán)節(jié)，也影響著整個平臺重心的控制，備足夠強(qiáng)度，避免不必要的損失，對實(shí)驗(yàn)方案的制及后續(xù)平臺的傾斜實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)性評估等。定及支撐結(jié)構(gòu)選型具有重要的指導(dǎo)意義。由于懸臂梁體積、重量大，一般分為幾個分段1有限元模型建造然后再合攏，若在船臺建造、合攏再整體吊裝至主船體上對起重要求極高且難度及危險性增1．1計(jì)算模型加，因此，基本都是將懸臂梁分段吊裝至主船體圖2為自升式鉆井平臺主}fj板結(jié)構(gòu)，模型上，再進(jìn)行合攏。這樣對懸臂梁整體稱重又增加范圍及懸臂梁如圖2所示，模型垂向范圍為從主了難度，只能在主甲板有限的區(qū)域內(nèi)尋找結(jié)構(gòu)較甲板到內(nèi)底板，高度為3790mm。在稱重時懸
5、臂強(qiáng)的位置布置千斤頂，在千斤頂位置處，結(jié)構(gòu)容易梁處于收回狀態(tài)，⑧、⑥、@、⑧4個點(diǎn)為懸臂梁稱重實(shí)驗(yàn)時，4個支柱和千斤頂?shù)牟贾梦恢?。收稿日期?017—03一叭有限元模型如圖3、圖4所示，坐標(biāo)系+X方修回日期：2017—04—25向?yàn)榇挤较颍?y方向?yàn)樽笙戏较颍?為船高第一作者：孑L國照(1985～)，男，學(xué)士，工程師研究方向：海洋lT程平臺結(jié)構(gòu)與鐵舾工程技術(shù)方向。圖3為方案1，采用方形支柱，直接坐落在104,I?L#f／I』-『)17r孔?j!“．，等：fj升]=tT~iUt臺懸梁稱-：驗(yàn)支瓜構(gòu)碰分析746卷一／＼。{．。：：；_、罕；，。{／，●1r、-d-‘囊¨I·
6、-j·}。l{l＼-b{’、，．，●謝／圖5基座示惹·1．2材料參數(shù)和邊界條件圖2主甲板及懸臂梁示意所仃結(jié)構(gòu)材料的參數(shù)：址板上，為Y~It,-裁簡f0遞刮II1飯底下的結(jié)構(gòu)上，E=2．1Xl0MIa；密度P=7850kg／?；{I，f忪比之什rI1問的橫向腹板tl,板底下的橫艙對肚=0．3齊，F(xiàn)t{于丁‘斤頂位置ji：小橫向艙壁及縱m慢框J所仃的元為板元，材料均為ABS離的交叉處，支拄的縱唆}』豆III板背面jt沒有支姒{1)4A1t／36，I)H／36，EH／36邴分／5l，II撐結(jié)構(gòu)，支柱2側(cè)的脞飯1?板底下的卡6；向骨材I_：9／s1小J}{強(qiáng)度500MPa，J余均
7、355川’Il塒齊方案1的優(yōu)址川作塒簡單，不能把船級利：范，靜裁l『、』許川J一般小趟過找簡好的傳遞到?板下艙^及T梁，容易造成()．7俯的服，即350MtaI248Mla“’心／『J巾陶4為棠2，采JII彤支桴，通過幀型的邊收艙壁、Ifi極或T梁等姒結(jié)構(gòu)T肜材成的座支撐II十』豆軟件I?1良騰與處，認(rèn)乃址?；茥l什，~d(JLJ處定義3個。史¨定義為接觸，T，I材的腹板與艙壁對齊或?的化移為約，3個方向的轉(zhuǎn)動乃IIIlI端架1=艙壁卡llq_1板卜{：i=l；，『州樣于丁斤頂位1．3載荷及工況，簡形支柱1't9II1心化小住
