海洋油氣資源是國家的重要能源,其開采裝備為各種類型的海洋平臺,自升式平臺是目前應用最為廣泛的鉆井平臺。典型的自升式平臺主要由平臺主體、樁腿結(jié)構(gòu)、升降系統(tǒng)、鉆井裝置等組成。平臺作業(yè)時,樁腿底部的樁靴與海底直接接觸,起承載作用,但現(xiàn)役樁靴存在承載力低、易發(fā)生穿刺、拔樁困難等問題。為了解決這些問題,本文首先提出一種仿生樁靴設計方法。通過分析現(xiàn)役樁靴的幾何結(jié)構(gòu),結(jié)合蛋殼的減阻特性、螺殼與土的良好連接剛性以及樁靴的功能需求,將蛋殼曲線的鈍端作為樁靴上部的回轉(zhuǎn)母線,以降低拔樁阻力,將樁靴下部設計為仿螺殼形的層狀結(jié)構(gòu),并以螺層曲線作為每層的回轉(zhuǎn)母線,以提高樁靴承載力和降低穿刺風險,由此得出一種承載力高、拔樁阻力低的蛋殼-螺殼形仿生樁靴。接著研究仿生樁靴結(jié)構(gòu)特征對插樁阻力的影響規(guī)律。建立仿生外凸樁靴、仿生內(nèi)凹樁靴和普通樁靴幾何模型,采用CEL法模擬插樁過程。根據(jù)仿真結(jié)果探究了在上硬下軟黏土條件下,插樁過程中的土體流動機制;樁靴的結(jié)構(gòu)特征影響樁靴下部土塞的形成,其中仿生內(nèi)凹樁靴下部形成的土塞體積最大。比較三種樁靴的極限承載力,發(fā)現(xiàn)仿生內(nèi)凹樁靴在插樁初始階段插樁阻力值最小,但在隨后階段,其插樁阻力值最大,... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同水深的海洋平臺Fig.1.1Offshoreplatformswithdifferentwaterdepths

圖 1.2 自升式鉆井平臺Fig. 1.2 Jack-up platform能力，作業(yè)前，平臺被拖航至中，隨后將船體升至海面上載完成后排放壓載水，將船，拔出樁靴，收起樁腿，將3 所示。圖 1.3 自升式平臺作業(yè)流程.3 Operation process of Jack-up p

圖 1.2 自升式鉆井平臺Fig. 1.2 Jack-up platform自升式鉆井平臺無自航能力，作業(yè)前，平臺被拖航至作業(yè)區(qū)域；然后將樁腿下放樁腿帶著樁靴插入海床泥土中，隨后將船體升至海面上；接著利用平臺自重和壓載水來施加豎向預壓載荷；預壓載完成后排放壓載水，將船體升至一定高度后，便可進行鉆井采油作業(yè)；作業(yè)完成后，拔出樁靴，收起樁腿，將平臺拖航至下一作業(yè)區(qū)域[1,8]自升式平臺作業(yè)流程如如 1.3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ALE法分析樁靴插樁對鄰近基樁承載力的影響[J]. 肖輝,張海洋,萬軍,關(guān)湃.  石油工程建設. 2018(04)
[2]基于ABAQUS的地層-結(jié)構(gòu)法模型的地應力平衡方法研究[J]. 胡長明,袁一力,梅源,錢偉豐,葉正武.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(04)
[3]自升式鉆井平臺系統(tǒng)中的樁靴結(jié)構(gòu)強度研究[J]. 張大偉.  中國設備工程. 2018(11)
[4]基于ABAQUS的帶帽樁復合地基初始地應力平衡方法淺析[J]. 楊金尤,雷金波,鄒永強,李壯狀,萬夢華,樂騰勝,Pratik Kumar Bhandari.  南昌航空大學學報(自然科學版). 2017(04)
[5]自升式鉆井平臺插拔樁及沖樁試驗系統(tǒng)[J]. 臧孟,羅曉蘭,劉陽,高攀,段夢蘭,趙良美.  石油機械. 2017(01)
[6]大比尺自升式平臺插拔樁試驗系統(tǒng)研制及驗證[J]. 高攀,段夢蘭,趙良美,宋林松,黎劍波.  中國海上油氣. 2016(06)
[7]層狀地基中自升式鉆井平臺插樁穿刺風險分析[J]. 林一,胡安康,蔣瑋,王藝陶.  哈爾濱工程大學學報. 2016(06)
[8]鉆井船插樁對鄰近樁影響的耦合歐拉-拉格朗日有限元方法研究[J]. 王建華,蘭斐.  巖土力學. 2016(04)
[9]穿刺壓載試驗及樁-土空腔數(shù)值模擬[J]. 張兆德,張心,徐鵬.  大連海事大學學報. 2016(01)
[10]基于CEL和ALE方法的自升式平臺樁基貫入過程瞬態(tài)研究[J]. 張兆德,張心,李俊來.  船海工程. 2015(02)

碩士論文
[1]自升式平臺仿生樁靴設計與作業(yè)評估[D]. 吳文樂.江蘇科技大學 2017
[2]自升式平臺樁靴踩腳印失穩(wěn)機理有限元分析[D]. 汪纖.大連理工大學 2016
[3]自升式平臺插/拔樁機理研究[D]. 楊棟.江蘇科技大學 2015
[4]自升式鉆井平臺樁靴在多層粘土中的穿刺機理分析[D]. 吳興州.天津大學 2014
[5]自升式鉆井平臺插樁數(shù)值模擬研究[D]. 王鵬.天津大學 2012
[6]自升式鉆井平臺樁靴插深預測及穿刺分析研究[D]. 王金彪.天津大學 2012
[7]自升式鉆井平臺樁靴結(jié)構(gòu)設計[D]. 傘立忠.大連理工大學 2012
[8]自升式鉆井船樁靴承載能力研究[D]. 付麗娜.天津大學 2008



本文編號：3133625