单柱式深水平台结构设计准则及主体强度初探(1).pdf-硕士论文.pdf

上海交通大学
硕士学位论文
单柱式深水平台结构设计准则及主体强度初探
姓名:郝黎晶
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:张世联
20080101
上海交通大学硕士学位论文摘要
单柱式深水平台结构设计准则及主体强度初探
摘要
随着经济的快速发展,我国对石油的需求越来越大。目前陆地与浅
海石油的生产能力有限,已经远远不能满足消费的需要,导致我国每年
都需要进口大量石油。这不仅消耗了很多资金,而且存在很大的安全隐
患。我国南海的广阔海域内蕴藏着丰富的油气资源,但是我们目前还不
具备深海开采技术。
Spar 平台具有在深水环境中运动稳定,安全性良好,灵活性好,易
拆除转移,以及经济性好的优点,被视为未来深海采油平台的发展方向。
目前台已从第一代的 Classic Spar 平台发展到第二代的
Truss Spar 平台,及第三代的 Cell Spar 平台。但是深海单柱式平台毕竟
是一个新兴事物,其理论问题和工程技术需要长期发展和完善。
在这样的背景下,上海市科委批准了“深海单柱式平台关键动力性
能的理论与实验研究”课题,上海交通大学海洋工程台的性能与设计研究。课题组收集、分析、消化台的特点,并根据,提出适合我国国
情的新概念多柱桁架式 Spar 平台—— Cell Truss Spar(简称 C-T Spar)。
本文是该课题的一个组成部分。
文章首先简单介绍了 Spar 平台的发展及结构特点。然后综合比较
第 I 页
上海交通大学硕士学位论文摘要
了海洋油气资源开发的专门机构和船级社的相关规范,探讨了深海单柱
式平台结构设计准则,旨在为今后我台结构设计准则
的制定提供依据,为深海单柱式平台的研发提供基础技术支撑。接着文
章简单介绍了新概念 C-T Spar 平台,并给出上海交通大学海洋工程国家
重点实验室设计的工作于中国南海 1500m 水深的 C-T Spar 平台设计实
例,然后根据平台主尺度和总布置等信息,参考相关设计规范,探讨和
研究结构布置型式,并列出 C-T Spar 平台结构构件尺寸。最后文章在主
体结构初步设计的基础上,参照 API 规范,利用 DNV/Wadam 软件对波
浪载荷进行预报;同时结合南海具体的环境条件计算波浪载荷和海流载
荷,对平台主体结构在作业状态下的总强度进行有限元计算,得到平台
主体变形和应力分布规律。文章对 Spar 平台进行结构强度分析在台的开发设计研究工程设计提供技术支
撑和借鉴。
关键字:C-T Spar 平台,设计准则,总强度分析,有限元
第 II 页
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
Study on Structure Design Guide and Global Strength
Analysis of Spar Platform
ABSTRACT
With the great development of economy, there is increasing need for
petroleum. Since the limited ability of petroleum production from land and
offshore is too difficult to fulfill the consuming, China have to import a lot
of petroleum every year, which will cost lots of money and will bring
potential risks. There is wealth oil and gas resource under the South Sea of
China, however, we don't have enough technology of deep water exploring
at present.
With many advantages such as stable, safe, motive, easy to be detached
and transported, economical and so on, Spar platform is considered to
presents he developing direction of deep water oil