海上钻井平台井架升级后的结构加强.pdf

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1、海上钻井平台井架升级后的结构加强蒋豪斌(1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200436；2．美国船级社上海代表处上海200021)[摘要]海洋钻井平台的井架在作业时受到各种环境载荷和自身工作载荷的作用，需要考虑多种组合工况和载荷成分。文中应用sAcs有限元软件针对某升级钻井能力的平台井架建立三维有限元模型，对其在各种载荷和工况下进行直接计算分析，提出有效且经济的加强方案，使其能满足提高钻井能力后的要求。[关键词]海上钻井平台；井架；大钩载荷；有限元[中图分类号]U661．43[文献标志码]A[文章编号

2、]1001—9855(2014)04—0038—05StructurereinforcementofupgradedderrickforoffsboredrillingplatformJIANGHao—bin，(1．SchoolofNavalArchitecture，OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200436．China；2．ShanghaiAgencyofAmeficanBureauofShipping，Shangha

3、i200021，China)Abstract：V，driOUScombinedoperationconditionsand1oadcomponentsshouldbeconsideredbecausethede~ickofofshoredrillingplatformsareaffectedbythevariousenvironmentalloadsandself-loadsunderoperation．Thispaperbuilds3Dfiniteelementmodelofaplatformwiththe

4、upgradeddrillingrigbySACS，performsdirectcalculationandanalysisunderthevariousoperationloads．andputsforwardtheeffectiveandeconomicreinforcementschemewhichcansatisfytherequirementsafterpromotion．Keywords：0ffshoredrillingplatform；derrick；hookload；FEM己】Il吉能力加强都

5、必须由井架结构提供安全保障【1-2]o现以2004年投入使用的一座移动钻井平台为例进行许多海上油田经过数年或数十年的开采以后，分析。该平台井架结构设计型式为桁架式，总高浅层的石油天然气储量日益减少，因此产量逐年下64m。井架结构均采用焊接工字形梁组成，相互之降。但是在浅层之下更深处依然蕴藏着丰富的石油间采用螺栓连接。天然气资源。为了开采更深的油气资源，必须有钻该井架大钩设计载荷为907t，为了提高作业井深度更深的钻井平台提供服务。能力，将原有井架的钻井深度提高10％，要求大由于大钩载荷的增加，井架工作荷载增加

6、，对钩载荷增加到998t。本文对该平台井架升级后的井架结构安全性能产生不利影响，需做进一步的结结构响应进行了分析研究，并提出了经济有效的加构分析和评估。作为钻井设备的基础，任何钻井强方案l收稿日期]2013-10—1I．[修回日期]2013-10—31l作者简介J蒋豪斌(1986一)，男，硕士，一程师。研究方向：_ljf}舶结构。架设计图纸定义。计算模型如图3所示。Fm--0．611XKx×CxA一(N／m)(1)式中：K为风方向和实际杆件夹角的计算因子；为在高度z的风速，m／s；C为形状系数；A为计算对象的

7、投影面积，m。不受遮挡投影面积计算值如表2所示。表2风载荷投影面积投影面积，m部件方向y方向井架钢结构662667挡风墙92．595钻杆135504天车及滑轮145．2R，，R游车及附件15．518图3有限元计算模型图人员上下电梯1634方向：船艏为正；Y方向：右舷为正；Z方向：楼梯44向上为正。船体运动加速度取自船体运动分析报告，如表井架和钻井平台船体采用螺栓连接，因此底部3所示。四个支点均定义为简支。表3船体运动加速度值1．5计算工况及荷载加速度方向高度作业海况风暴海况DF0．180．46井架设计的主要工

8、作载荷为正常作业情况和向加速度(g)DF+64mO．220．53风暴情况，其主要受到如下载荷：DF0．190．45(1)自重：616t，包括井架本身钢结构质量和y向加速度(g)挡风墙质量等。DF+641330．290．7(2)设备重：154t，包括天车、油车、液压绞车、Z向加速度(g)合计1．061．19机械臂质量等。注：DFNIDrillFloor(钻台)(3)大钩载荷：悬挂钻杆、套管等的能力。大