【正文】 運至能避風(fēng)浪的深水區(qū)，并牢牢系泊，繼續(xù)建造基礎(chǔ)的上部及立柱，直至混凝土工程全部完成，再向基礎(chǔ)內(nèi)部灌水，使平臺下沉，然后將預(yù)制的平臺甲板構(gòu)件用駁船運到立柱上，使基礎(chǔ)排水，稍稍起浮，直至立柱恰好頂在平臺甲板的預(yù)定位置。以上三種重力式平臺適用于較深海域。 鋼重力式平臺?；A(chǔ)分整體式和分離式兩種。在自然條件惡劣的深水區(qū)，目前多采用導(dǎo)管架和塔架的組合方式。另一種適于軟土地基的樁基平臺。若樁的承載能力不能滿足要求時，可在立柱之間和角立柱的周圍增設(shè)鋼樁。導(dǎo)管架焊接管結(jié)點的設(shè)計是一個重要問題，有些平臺的失事，常由于管結(jié)點的破壞而引起。在冰塊飄流的海區(qū)，應(yīng)盡量在水線區(qū)域（潮差段）減少或不設(shè)支撐，以免冰塊堆積?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)（即下部結(jié)構(gòu)）包括導(dǎo)管架和樁。由上部結(jié)構(gòu)（即平臺甲板）和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成。活動式平臺浮于水中或支承于海底，能從一井位移至另一井位，接支承情況可分為著底式和浮動式兩類。 海洋平臺的分類 海洋蘊涵如此豐富的資源，如何將其開發(fā)出來供人類所用，就成為了各國尤其是沿海國家的重要課題。 風(fēng)險大。海洋平臺、海洋工程主要是以海洋科學(xué)為基礎(chǔ)，主要是用來開發(fā)和利用海洋各種資源，建立的一系列工程結(jié)構(gòu)物，以及為完成這一任務(wù)所需的技術(shù)和儀器設(shè)備。隨著海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，各種海洋工程設(shè)備的不斷完備，海洋平臺結(jié)構(gòu)的研發(fā)和建設(shè)也被國內(nèi)外科研界和生產(chǎn)界越來越重視。海洋工程的啟動和研發(fā)則是以海洋科學(xué)為基礎(chǔ)的。依據(jù)海洋平臺、海浪等基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，結(jié)合海洋平臺的實際需求，進(jìn)行設(shè)計建模，使文章更有說服力和實踐意義。 第五部分對全文進(jìn)行總結(jié)，并對研究中存在的問題，和對未來前景的展望。 固定式 海洋平臺防護(hù) 方案 的設(shè)計與建模分析 6 第二部分主要概述海洋平臺防護(hù)的相關(guān)概念，這部分主要對海洋平臺的定義、海洋平臺的分類、海洋平臺的發(fā)展進(jìn)程、以及海洋平臺防護(hù)減震進(jìn)行分析，這部分是文章的基礎(chǔ)部分，通過這個部分的分析可以更清楚的認(rèn)識海洋防 護(hù)系統(tǒng)，為下文的研究奠定了基礎(chǔ)。如何構(gòu)建安全的海洋平臺，避免海洋平臺的斷裂、失控等重大事件的發(fā)生，最大限度地發(fā)揮結(jié)構(gòu)潛 能，延長平臺的使用壽命，這是很多業(yè)主非常關(guān)心和重視的，這也是很多海洋平臺工作者關(guān)注的重點工作。雖然為了節(jié)約投資，增加經(jīng)濟(jì)效益，繼續(xù)使用這些平臺，但是最大的安全問題不得不去考慮。海洋平臺防護(hù)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，平臺建設(shè)必須確保安全可靠，避免事故的發(fā)生。 研究的意義 海洋平臺是海洋石油天然 氣資源開發(fā)的基礎(chǔ)性設(shè)施，是海上生產(chǎn)作業(yè)的生活基地。面對海洋平臺防護(hù)給人類和社會帶來的慘痛的教訓(xùn)，我們不得不加倍地投資和努力去研究海洋平臺，找出其中的關(guān)鍵問題，提高海洋平臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計、維護(hù)和安全，確保人類得到更加安全的防護(hù)。 翟剛軍（ 2020）、通過運用多級模糊優(yōu)選的方法對我國近海導(dǎo)管架平臺進(jìn)行了選型優(yōu)化研究，并且設(shè)計了較為理想的平臺型式。他們對于 斷裂力學(xué)方法的運用，使海洋平臺用鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展可以很好的得到掌握，并且對裂紋擴(kuò)展曲線取得了相關(guān)的數(shù)據(jù)效 果分析。戴大農(nóng)（ 1986）運用三維等參元和三維相對自由度殼元的組合模型和子結(jié)構(gòu) 技術(shù)對海洋平臺管節(jié)點的應(yīng)力進(jìn)行了有限元分析。為了使海洋平臺防護(hù)建設(shè)的昂貴的費用可以積極的發(fā)揮安全長期地運營，很多的專家和學(xué)者對海洋平臺諸多方面進(jìn)行了研究，并且設(shè)計了很多種平臺防護(hù)系統(tǒng)。 不過國外的這些理論研究，都是在確定性的條件下進(jìn)行分析的，這些因素的計算都有確定的數(shù)值支撐。 （ 1985）通過對海洋平臺防護(hù)系統(tǒng)的研究，提出了自升式防護(hù)平臺，他對深水惡劣的環(huán)境進(jìn)行了分析，指出了深水處的動力響應(yīng)，他通過計算指出了動力響應(yīng)的不確定性，這些不確定性主要與波峰模型、 Morison 公式和阻尼三者有著重要的關(guān)系。因此，對于海洋平臺控制系統(tǒng)的研究，將有利于延長海洋平臺服役壽命和提高其可靠度，同時也可以設(shè)計新的模型，用來加強(qiáng)或修復(fù)整體性能衰減的海洋結(jié)構(gòu)物。 面對海洋平臺結(jié)構(gòu)的風(fēng)險和建設(shè)的眾多困難，我們應(yīng)該一方面積極開發(fā)主要設(shè)施的建設(shè)，同時面對海洋惡劣環(huán)境，必須對海洋平臺進(jìn)行優(yōu)化，制定一 套安全保證保障技術(shù)。 4. 海洋平臺結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多變性 由于海洋環(huán)境惡劣，海洋平臺上經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備移動，引起的荷載變化，海洋平臺在長期使用過程中也 面臨著腐蝕、疲勞、損傷加上海洋生物的附著等等，使得海洋平臺結(jié)構(gòu)每時每西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 3 刻都在變化。因此，應(yīng)該對現(xiàn)在的海洋平臺進(jìn)行優(yōu)化，將先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用到平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計中去，不過，海洋平臺作為多功能的結(jié)構(gòu)體系，其優(yōu)化設(shè)計面臨諸多困難，主要表現(xiàn)在 : 1. 海洋環(huán)境荷載多樣，存在隨機(jī)特性 海洋環(huán)境荷載包括海風(fēng)、海浪、海流、海冰和地震等眾多的荷載，以及海洋平臺結(jié)構(gòu)自身的變形，船舶的撞擊和溫度的影響。振動的存在，不但加劇了海洋平臺的疲勞破壞速度，也降低了平臺的安 全性和可靠性，同時，由于一些海洋平臺的振動幅度過大，就無法滿足工作人員的基本生活要求。由于結(jié)構(gòu)本身的原因， CII 平臺投產(chǎn)后不久，生活平臺的振動問題逐漸暴露了出來，特別是在冬季風(fēng)浪較大時，其劇烈的振動令平臺上的工作人員感到不安，擔(dān)心 平臺疲勞累積而損壞。據(jù)(1965)根據(jù) 54 個測站樣品等資料推算，資源總儲量為 萬億噸。之間，面積約 1080 萬 km2。太平洋多金屬 結(jié)核的富集地帶位于北緯 6176。由于 90%以上的深海區(qū)至今尚未進(jìn)行過詳細(xì)勘查，其資源儲量也無精確計算，目前只是一些粗略估計。據(jù)國際石油天然氣工藝研究所預(yù)計，世界天然氣總儲量為 255280 萬億 m3，其中海洋天然氣儲量為 140 萬億 m3。 關(guān)于海底沉積區(qū)石油和天然氣儲量，由于勘探程度低，目前只有各種預(yù)測，實際探明儲量并不多。 draulic system I 目 錄 第 1 章 緒論 1 研究的背景 1 研究的現(xiàn)狀 4 國外研究的現(xiàn)狀 4 國 內(nèi)研究現(xiàn)狀 5 啟示 6 研究的意義 6 研究的內(nèi)容和方法 7 研究的內(nèi)容 7 研究的方法 8 第 2 章 海洋平臺相關(guān)概念概論 9 海洋平臺的定義 9 海洋平臺的分類 10 固定式平臺 10 活動式平臺 12 半固定式平臺 13 海洋平臺的發(fā)展概況 13 國外海洋平臺的發(fā)展 13 國內(nèi)海洋平臺的發(fā)展 15 海洋平臺防護(hù)減振的意義 16 第 3 章 海洋平臺防護(hù)機(jī)構(gòu)相關(guān)原理及關(guān)鍵技術(shù) 18 海洋平臺的物理性質(zhì) 18 引言 18 質(zhì)量 18 集中質(zhì)量 19 阻尼 19 海浪 20 波浪形態(tài) 20 波浪基本特征 20 軌道速度和質(zhì)量輸送 21 波浪能量 21 波浪的描述 21 風(fēng)浪 22 涌 22 設(shè)計原理分析 23 防護(hù)板原理 23 設(shè)計原理 23 設(shè)計目標(biāo) 26 第 4 章 海洋平臺防護(hù)機(jī)構(gòu)的構(gòu)建與建模計算 28 海洋平臺防護(hù)機(jī)構(gòu)構(gòu)建 28 防 護(hù)機(jī)構(gòu) 28 液壓系統(tǒng) 29 II 建模計算 30 平臺質(zhì)量和剛度計算 30 海浪作用在平臺上的最大載荷 32 無防護(hù)海浪 作用下的平臺振動 34 防護(hù)計算 34 液壓系統(tǒng)計算 35 有防護(hù)下的振幅計算 36 第 5 章 海洋平臺防護(hù)機(jī)構(gòu)的計算機(jī)仿真分析 37 結(jié) 論與展望 39 致謝 ........................................................... ........... ........... ........... ........... ........... .......40 參考文獻(xiàn) 41 發(fā)表論文 ………………………………………………. ……………… ………… … .44 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 1 第一章 緒論 研究的背景 隨著大陸架淺海石油的勘探和開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，世界石油開采的重點已由陸地向大陸架轉(zhuǎn)移。 The second method is to enhance the vibration control of offshore platform structures, but such measures are difficult to cope with the harsh marine environment, in the implementation process, it is difficult to be implemented。根據(jù)不同的海浪力的大小，通過調(diào)節(jié)防護(hù)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的節(jié)流閥面積的大小，實現(xiàn)控制平臺振動幅度的目的?？茖W(xué)合理的設(shè)置抗震 平臺，如何采取有效的措施對海洋平臺振動進(jìn)行有效的控制己經(jīng)成為當(dāng)前很多專家學(xué)者和海洋工作者關(guān)注的問題。 摘 要 海洋平臺結(jié)構(gòu)是目前廣泛用于海上油氣生產(chǎn)和作業(yè)的海上工程結(jié)構(gòu)物之一。海洋平臺結(jié)構(gòu)是海洋資源開發(fā)和海上作業(yè)的基礎(chǔ)性設(shè)施，隨著海上活動的越來越多，海上作業(yè)振動對海洋平臺的威脅越來越大。通過分析海洋平臺的一些基本的物理性質(zhì)，運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行建模，分析。 particularly when pared with landbased structures, which are very plex and harsh environmental conditions, wind, wave, current, and the bined effects of ice, but also subjected to typhoons and earthquakes, extreme Load threats. So how to reduce the environmental load platform vibration of the growing importance of the vibration control of offshore platforms has bee a platform to extend the fatigue life, improve platform reliability, platform staff to improve an important means of fort. Offshore platform structure is a marine resource development and basic facilities, offshore operations, offshore activities, as more and more vibration on the offshore platform offshore operations growing threat. Set the scientific and rational seismic platform, how to take effective measures on the marine platform for effective vibration control has bee a lot of experts, scholars and the concerns of the marine workers. Decreasing the vibration response of offshore platform, there are three main measures: First, by increasing the overall stiffness of offshore platform structures, so that the hardware reinforcement, can improve the shock resistance of marine, offshore platform to improve safety measures, but this higher cost will increase the construction of offshore platforms economic needs。 Protection agencies。據(jù)美國 統(tǒng)計，全世界有油氣遠(yuǎn)景的沉積盆地面積 萬 km2，其中位于海底區(qū)域的約 萬 km2，占 34%。 關(guān)于海底天然氣儲量，也有不同的預(yù)測。在 20206000m 水深的區(qū)域，蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源，包括多金屬結(jié)核，熱液礦床和鈷結(jié)殼。其中，太平洋約 萬億噸，印度洋和大西洋合計約 萬億噸。 180176。 太平洋是多金屬結(jié)核資源最豐富的區(qū)域，勘探程度也最高，其資源量估計也比較詳細(xì)。 防護(hù)方案以 CII 平臺為對象來進(jìn)行分析， CII 平臺位于渤海灣南部、萊州灣西北部中淺海海域，離海岸約 10 公里，是我國淺海油氣生產(chǎn)重要設(shè)施之一，其造價超 4 億人民幣，建成、投產(chǎn)以來，年產(chǎn)原油近百萬噸、氣三十萬方。而海洋平臺在長期的使用過程中，要面臨惡劣的海洋環(huán)境，這樣就不可避免地會受到風(fēng)、浪、流、潮等自然環(huán)境荷載連續(xù)性、長期性的的受力作用，這些作用就可能會對海洋平臺造成持續(xù)振動損害。 眾所周知，海洋環(huán)境十分惡劣，海洋環(huán)境存在很 多的不確定性因素，這些因素對于海洋平臺的安全性有著十分重要的作用，如果在設(shè)計過程中，還是按照傳統(tǒng)的確定性去設(shè)計分析，那么海洋平臺就會出現(xiàn)無法勝任的局面。 3. 海洋平臺結(jié)構(gòu)系統(tǒng)存在非線性性質(zhì) 海洋平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，和他所處的環(huán)