【正文】 量進(jìn)行的并不是很多。但是，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件惡劣，設(shè)計(jì)合適的壓力傳感器有很大難度。有限元理論發(fā)展相當(dāng)成熟，有很多手段可以用于處理這一問題，這方面還有很多工作有待開展。但由于自然界中海冰材料物理力學(xué)行為的復(fù)雜性，海冰與結(jié)構(gòu)接觸過程和邊界條件的復(fù)雜性，建立合適的理論模型并求解具有很大的難度。目前對(duì)冰載荷的研究方法可以分為試驗(yàn)和理論分析兩種方法。 （ 4）壓差力：這種力是由于海水通過沉沒水中的物體的壓力差所造成的，當(dāng)有沉沒于水中的物體時(shí)，還是很重要的一種力，經(jīng)驗(yàn)表明：壓差力等于靜壓差的一 半與投影面積的乘積。反之，稱為淡水流； （ 9）補(bǔ)償流：海水流動(dòng)的結(jié)果導(dǎo)致某些海水匱乏，另一海區(qū)海水集聚，于是根據(jù)水的不可壓縮性和連續(xù)性，海水必定從集聚的海域流向匱乏的海域，這種海水的補(bǔ)償成為海水的補(bǔ)償流。入海后繼續(xù)向河口方向 或沿海區(qū)延伸而形成的海流； （ 6）定常流：周期性流和短期流按照海流隨時(shí)間變化而劃分，則可分為定常流，周期流和短期流。對(duì)于海洋結(jié)構(gòu)物進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，一般取風(fēng)壓不得小于 800帕。下面簡(jiǎn)要對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物所受到的風(fēng)、海流、波浪、海冰以及地震等基本理論進(jìn)行介紹。在我國(guó)油田開發(fā)正在由過去的 地質(zhì)儲(chǔ)量管理轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量管理的形勢(shì)下 ,引人簡(jiǎn)易平臺(tái)的概念并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況積極開展簡(jiǎn)易平臺(tái)結(jié)構(gòu)的研究、開發(fā)和應(yīng)用 ,對(duì)于加快我國(guó)灘海油田的開發(fā)和使更多邊際性油田能夠達(dá)到開發(fā)經(jīng)濟(jì)界限 ,從而使這些寶貴的儲(chǔ)量資源得到開發(fā)和利用將具有十分現(xiàn)實(shí)和重要的意義。今后一段時(shí)間 ,海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究。 Seashore 平臺(tái)具有較大的靈活性 ,可以作為井口平臺(tái) ,也可以用作生產(chǎn)平臺(tái) ,其適用水深一般至 45米 ,也可用于至 90 米的較深水域。 MantisⅠ型平臺(tái)具有較高的剛性 ,除兩根斜撐的樁用整體底座固聯(lián)為一體外 ,各主要節(jié)點(diǎn)均不用卡裝或銷接等機(jī)械聯(lián)接方式。在支柱頂端 ,可設(shè)一層或兩層甲板 ,其面積可達(dá) 150平方米。自 80 年代以來 ,簡(jiǎn)易平臺(tái)的應(yīng)用日趨廣泛 ,墨西哥灣地區(qū)尤為突出。 1984年世界上第一個(gè)由美國(guó) CONOCO 公司建造的張力腿平臺(tái)正式安裝在 147 米深的Hutton油田 ,目前在深水海域投人使用和在建的張力腿平臺(tái)近 20座 ,其工作水深已接近 1000 米。 O以北的北海海域鉆井的記錄。 1962 年出現(xiàn)的第一座半潛式平臺(tái)是由一帶有穩(wěn)定立柱的坐底式平臺(tái)改建而成 ,60 年代共建造了大約 30座半潛式平臺(tái)。到 1960 年 ,大約有 30 座自升式平臺(tái)在使用中 ,最大工作水深約 50~60 米。直到 1973~1974 年間 ,由于原油價(jià)格暴漲 ,人們對(duì)適合于水深小于 30 米的淺水區(qū)工作的坐底式平臺(tái)的需求再一次表現(xiàn)出來 ,于是在 70 年代后半期又建造了一些坐底式平臺(tái) ,此后又趨冷落。在 50 年代建造了近 30 座坐底式平臺(tái)。 海洋平臺(tái)的建造歷史可以追溯到 1887 年在美國(guó)加里福尼亞所建造的第一座用于鉆探海底石油的木質(zhì)平臺(tái)。順應(yīng)式平臺(tái)又可分為張力腿式平臺(tái)和牽索塔式平臺(tái)兩個(gè)類別。但由于它在波浪上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)大 ,稍有風(fēng)浪就會(huì)引起很大的運(yùn)動(dòng) ,使鉆井作業(yè)無法再進(jìn)行下去 ,風(fēng)浪更大時(shí)船還得離開井位 ,這是鉆井船得不到大發(fā)展的主要原因；半潛式平臺(tái)是由坐底式平臺(tái)演變而來的 ,它上有平臺(tái)甲板 ,在水面以上不受波浪侵襲 ,下有浮體 ,沉于水面以下以減小波浪的擾動(dòng)力 ,連接于其間的是小水線面的立柱。移動(dòng)式平臺(tái)可分為坐底式平臺(tái)、自升或平臺(tái)、鉆井船和半潛式平臺(tái)四個(gè)類別。若按結(jié)構(gòu)型式及其特點(diǎn)來劃分 ,海洋平臺(tái)大致可分為三大類固定式平臺(tái)、移動(dòng)式平臺(tái)和順應(yīng)式平臺(tái)。 《海洋石油平臺(tái)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì) 目錄 第一章 綜述 ................................................................................................................... 1 平臺(tái)概述 ............................................................................................................ 1 海洋平臺(tái)的分類 ........................................................................................ 1 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 ................................................................. 2 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) ........................................................................... 3 海洋環(huán)境荷載 ..................................................................................................... 4 海風(fēng)荷載 .................................................................................................... 4 海流荷載 .................................................................................................... 4 波浪荷載 .................................................................................................... 5 海冰荷載 .................................................................................................... 6 地震作用 .................................................................................................... 6 ANSYS軟件介紹 ................................................................................................. 7 ANSYS 的發(fā)展歷史 ................................................................................... 7 基本功能 ................................................................................................... 7 分析過程 .................................................................................................... 8 第二章 導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)分析 ................................................................................. 12 導(dǎo)管架平臺(tái)簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 12 平臺(tái)整體模型建立 ............................................................................................ 12 工程實(shí)例基本數(shù)據(jù) : ................................................................................... 12 平臺(tái)幾何模型的建立 ................................................................................ 13 、波流耦合作用下導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)靜力分析 ................................................. 20 結(jié)構(gòu)整體靜力分析 .................................................................................... 20 靜力結(jié)果分析 .......................................................................................... 23 導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 ........................................................................... 26 結(jié)構(gòu)模態(tài)計(jì) 算 ........................................................................................... 26 觀察模態(tài)分析結(jié)果 .................................................................................... 26 波浪作用下平臺(tái)結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力分析 .................................................................... 30 瞬態(tài)動(dòng)力分析 ........................................................................................... 30 動(dòng)力分析結(jié)果處理 .................................................................................... 33 第三章 平臺(tái)樁腿與海底土相互作用模擬 ........................................................................ 37 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) .......................................................................................................... 37 前處理過程 ........................................................................................................ 38 靜力求解計(jì)算 .................................................................................................... 42 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 ................................................................................................... 47 第四章 總結(jié) .................................................................................................................. 53 海洋石油平臺(tái)設(shè)計(jì) 1 第一章 綜述 平臺(tái)概述 海洋平臺(tái)是一種海洋工程結(jié)構(gòu)物 ,它為開發(fā)和利用海洋資源提供了海上作業(yè)與生活的場(chǎng)所。用于海上油氣資源勘探與開發(fā)的洋平臺(tái)按功能劃分主要分為鉆井平臺(tái)和生產(chǎn)平臺(tái)兩大類 ,在鉆井平臺(tái)上設(shè)有鉆井設(shè)備 ,在生產(chǎn)平臺(tái)上則設(shè)有采油設(shè)備。 移動(dòng)式平臺(tái)是一種裝備有鉆井設(shè)備 ,并能從一個(gè)井位移到另一個(gè)井位的平臺(tái) ,它可用于海上石油的鉆探或生產(chǎn)。它漂浮于水面作業(yè) ,能適應(yīng)更大的水深 ,同時(shí)它的移動(dòng)性能最好 ,便于自航。 海洋石油平臺(tái)設(shè)計(jì) 2 順應(yīng)式平臺(tái)是一種適于深海作業(yè)的海洋平臺(tái) ,它在波浪作用下會(huì)產(chǎn) 生水平位移。塔體是一個(gè)類似于導(dǎo)管架的空間鋼架結(jié)構(gòu) ,牽索則圍繞著塔體對(duì)稱布置 ,牽索系統(tǒng)可以吸 收由外力產(chǎn)生的能量以保證塔體的運(yùn)動(dòng)幅度在規(guī)定的范圍內(nèi)。 第一座坐底式平臺(tái)是 1949 年在墨西哥灣鉆井的“環(huán)球 40號(hào)”。此后 10 年中 ,坐底式平臺(tái)沒有發(fā)展。 為了適應(yīng)在不同水深范圍內(nèi)鉆井 ,195