隨著海上石油工業(yè)的飛速發(fā)展,海洋邊際油田的開(kāi)發(fā)越來(lái)越多地受到各國(guó)的重視。簡(jiǎn)易平臺(tái)是開(kāi)發(fā)邊際油田的主要結(jié)構(gòu)形式,它形式簡(jiǎn)單、投資少,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是,由于簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,在動(dòng)力循環(huán)載荷作用下會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)力響應(yīng),影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用性,準(zhǔn)確估算簡(jiǎn)易平臺(tái)的疲勞壽命和降低平臺(tái)的動(dòng)力響應(yīng),具有較強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。簡(jiǎn)易平臺(tái)在國(guó)外的應(yīng)用和發(fā)展已有幾十年的歷史,但在我國(guó)還很少應(yīng)用。我國(guó)邊際油田眾多,資源豐富,開(kāi)發(fā)各種適合我國(guó)海洋環(huán)境的簡(jiǎn)易平臺(tái)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景。 本文介紹了簡(jiǎn)易平臺(tái)在隨機(jī)冰載荷作用下疲勞壽命的精確算法,它同樣可適用于波浪、流等隨機(jī)載荷作用。首先利用數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算出熱點(diǎn)在隨機(jī)動(dòng)力載荷作用下的應(yīng)力響應(yīng),然后運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)法對(duì)熱點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最后通過(guò)S-N曲線法對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)進(jìn)行疲勞壽命估算。另外,本文還提出了通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化的方法,尋找平臺(tái)的最佳結(jié)構(gòu)組合,以降低平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)。通過(guò)實(shí)例分析表明,采用熱點(diǎn)應(yīng)力法估算簡(jiǎn)易平臺(tái)疲勞壽命和優(yōu)化平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式是有效而可行的,可以應(yīng)用于海洋邊際油田的簡(jiǎn)易平臺(tái)。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TU311;P75
【部分圖文】：

- 15 -圖 2-2 簡(jiǎn)易平臺(tái)示意圖臺(tái)的有限元模型，應(yīng)使用殼單元模擬需要考慮。因?yàn)槭褂脷卧粌H能夠直接獲得熱點(diǎn)的應(yīng)于計(jì)算量過(guò)大。運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行簡(jiǎn)易平元模擬管構(gòu)件。SHELL93具有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，能夠有6個(gè)自由度：節(jié)點(diǎn)x,y,z方向的平動(dòng)和繞節(jié)點(diǎn)的型鋼采用用BEAM188梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬。BE，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6或7個(gè)自由度，該梁?jiǎn)卧茏远ㄐ弯摗Ｔ诩装逅轿恢蒙�，梁�(jiǎn)卧c殼單元的

實(shí)例分析.1 工程實(shí)例概述本文以正在建設(shè)當(dāng)中的Jz20-2凝析氣田北高點(diǎn)平臺(tái)為實(shí)例，介紹簡(jiǎn)易平臺(tái)命估算的具體步驟。Jz20-2 凝析氣田距遼寧省葫蘆島市陸地最近距離約 50 km，地處渤海遼東北端，屬亞極區(qū)氣候, 區(qū)域水深在 13.2m~14.0m 之間，平均水深 13.5m。常有較嚴(yán)重的海冰出現(xiàn)，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以冰載荷為控制工況。北高點(diǎn)三樁獨(dú)腿簡(jiǎn)易平臺(tái)，其主立腿直徑達(dá)到 3.500m，內(nèi)設(shè)隔水套筒，并起靠。甲板高程為 EL+16.000m，泥面高程為 EL-13.500m。在高程為 EL+1.600置正倒錐體，改變海冰破壞形態(tài)，減小動(dòng)冰力作用。平臺(tái)設(shè)計(jì)壽命為 20 年2 北高點(diǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式如圖 2-9 和圖 2-10 所示。

圖 2-10 北高點(diǎn)平臺(tái)近景圖.2 隨機(jī)動(dòng)力載荷Jz20-2 簡(jiǎn)易平臺(tái)位于重冰區(qū)，結(jié)構(gòu)的疲勞損傷主要來(lái)自于冰的作用。以動(dòng)模型為冰振理論，如圖 2-11 所示為 JZ20-2 凝析氣田某一已建平臺(tái)實(shí)測(cè)冰力時(shí)程曲線。在動(dòng)力計(jì)算時(shí)，以該時(shí)程曲線為單位載荷，相應(yīng)計(jì)算結(jié)果的單位響應(yīng)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模型為線彈性模型，所以在計(jì)算各疲勞子工況動(dòng)力，只需將單位響應(yīng)乘以各子工況的放大系數(shù)進(jìn)行放大。各子工況的放大系子工況的冰力幅值除以單位載荷中的最大冰力值。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 席勇輝;海洋柔性管纜疲勞半物理仿真試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 劉冬平;船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估非線性設(shè)計(jì)波法[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2838645