發(fā)布時間：2019-03-01 19:22

【摘要】：自升式鉆井平臺是移動式海洋平臺,在海洋石油開發(fā)中最為常用。海洋平臺是海洋油氣資源開發(fā)的基礎性的設施,所處海洋環(huán)境惡劣,風、海浪、海流、地震等災害威脅著平臺結構的安全,結構疲勞強度和極限強度受到嚴重影響。樁腿作為海洋平臺的支撐結構,影響著平臺的安全以及穩(wěn)定性,而樁腿所用材料昂貴,對樁腿優(yōu)化要考慮樁腿的動力性能,所以對樁腿采取的是基于動力性能的多目標優(yōu)化。首先,對自升式海洋平臺靜力動力分析。利用軟件建立自升式海洋平臺三維模型,根據環(huán)境載荷的入射角討論5種工況,根據規(guī)范施加邊界條件,載荷根據甲板載荷圖施加,完成靜力分析以后,選取最危險的一種工況,進行動力分析,并校核樁腿的屈服以及屈曲強度。其次,對樁腿結構進行單目標優(yōu)化。對樁腿進行分段,以樁腿厚度為設計變量,動位移、動應力以及固有頻率為約束條件,優(yōu)化時,質量為目標函數,若只考慮質量最小,樁腿厚度的取值偏向與設計變量的下限。然而,表現平臺振動情況的加速度變大了,所以有必要進行多目標優(yōu)化。最后,對樁腿進行多目標優(yōu)化。首先對設計變量分析其對樁腿加速度的靈敏度,采取與單目標優(yōu)化相同的設計變量以及約束條件。目標函數是質量最小以及自存工況下加速度最小。
[Abstract]:Jack-up drilling platform is a mobile offshore platform, which is most commonly used in offshore oil development. The offshore platform is the basic facility for the exploitation of offshore oil and gas resources. The marine environment is harsh, such as wind, waves, currents, earthquakes and other disasters threaten the safety of the platform structure, structural fatigue strength and ultimate strength are seriously affected. As the supporting structure of the offshore platform, the pile leg affects the safety and stability of the platform, and the material used for the pile leg is expensive. Therefore, the dynamic performance of the pile leg should be considered in the optimization of the pile leg, so the multi-objective optimization based on the dynamic performance is adopted for the pile leg. First of all, the static and dynamic analysis of the self-elevating offshore platform is carried out. A three-dimensional model of a self-elevating offshore platform is established by using software. Five working conditions are discussed according to the incident angle of the environmental load, the boundary conditions are applied according to the code, the load is applied according to the deck load diagram, and the static analysis is completed. The most dangerous condition is selected for dynamic analysis, and the yield and buckling strength of pile leg are checked. Secondly, the single-objective optimization of the pile-leg structure is carried out. Taking pile leg thickness as design variable, dynamic displacement, dynamic stress and natural frequency as constraint conditions, the quality is taken as objective function in optimization. If the minimum mass is considered, the value deviation of pile leg thickness and the lower limit of design variable are considered. However, the acceleration of the vibration of the platform increases, so it is necessary to carry out multi-objective optimization. Finally, the multi-objective optimization of the pile leg is carried out. Firstly, the sensitivity of the design variable to the acceleration of the pile leg is analyzed, and the same design variables and constraint conditions as the single objective optimization are adopted. The objective function is the minimum mass and the minimum acceleration under self-stored condition.
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.43

【參考文獻】

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本文編號：2432729