海洋钻井平台稳定性分析研究

论文摘要

陆上油气资源经过长期、大规模开发之后,世界范围内的油气勘探与开发已转向了广袤的海洋,并逐渐形成了投资高、风险大、高新技术密集的能源工业领域。海洋平台是海洋油气田开发的主要装备之一。无论是在施工过程中,还是在服役期间,都要经受来自海洋环境中的风、波浪、海流、海冰,甚至于地震、海啸等的载荷作用。这些海洋环境载荷有时会产生巨大的破坏力,以至影响海上正常作业和海上油气的正常生产,因此海上作业安全尤为重要。海洋钻井平台作为海上油气勘探和开采的重要工具,其稳定性至关重要。本文根据中国船级社对海洋钻井平台的标准和要求,针对作业于渤海湾的中油海62平台做稳定性分析研究。应用ANSYS软件直接对海洋环境载荷作用下的平台进行有限元分析,建模简单、计算精度高。可以方便地考虑载荷的随机性,是进行平台设计和校核的有效工具。从完整稳性、破舱稳性和坐底稳性三个方面分析了海洋钻井平台的稳定性。通过这三个方面的分析,可知该平台稳定性满足中国船级社要求,平台的稳定性良好。并掌握海洋钻井平台稳定性的分析方法。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的由来
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 自升式钻井平台的简述
• 1.2.2 国外技术发展现状
• 1.2.3 国内技术发展现状
• 1.2.4 自升式钻井平台发展趋势
• 1.3 “中油海62”平台的主要尺寸和参数
• 1.4 本文的思路及研究内容
• 第二章 海洋环境载荷理论基础
• 2.1 风及风载荷
• 2.1.1 设计风速
• 2.1.2 风压和风载荷
• 2.2 海流力
• 2.3 波浪力
• 第三章 完整稳性的计算
• 3.1 规范对完整稳性的要求
• 3.1.1 初稳性
• 3.1.2 大角稳性
• 3.2 完整稳性的计算
• 3.2.1 坐标系
• 3.2.2 静水力要素的计算
• 3.3 风载荷的计算
• 3.3.1 风载荷计算
• 3.3.2 浮态计算
• 3.4 浮态及初稳性计算
• 第四章 破舱稳性的计算
• 4.1 破舱稳性的要求
• 4.2 计算假定
• 4.3 破舱稳性的计算结果
• 第五章 坐底稳性的计算
• 5.1 抗倾覆稳性
• 5.1.1 抗倾稳性的衡准
• 5.1.2 抗倾稳性计算
• 5.1.3 正常作业（悬臂梁伸出）
• 5.1.4 风暴自存状态
• 5.2 抗滑移稳性
• 5.2.1 抗滑移稳性衡准
• 5.2.2 抗滑移稳性计算
• 5.3 地基承载力
• 5.4 平台沉垫座地面积损失
• 5.5 验证是否会产生共振
• 5.5.1 波浪与平台共振
• 5.5.2 桩腿的升降交流电动机与平台的共振
• 5.5.3 发电机组与平台的共振
• 第六章 基于ANSYS的海洋平台稳定性验证
• 6.1 ANSYS的介绍
• 6.2 对平台进行有限元验证
• 6.2.1 实体建模
• 6.2.2 生成有限元模型
• 6.2.3 施加载荷
• 6.2.4 后处理
• 结论
• 创新点
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录
• 详细摘要