第一章绪论1112介绍.ppt

§1.2 平台的结构特征——半潜式平台 撑杆结构，包括立柱与上层平台之间的支撑，立柱与立柱之间的支撑，根据其所在的位置可分为水平撑杆，垂直撑杆和斜向撑杆，因此带来了半潜式平台结构设计最大特点之一，即节点设计的复杂性。在这些节点结构中，往往有多根杆件汇交，且属于大型的节点结构。为减少应力集中，提高疲劳寿命，目前有些半潜式平台在撑杆与上层平台、立柱、下浮体的连接处采用了箱型的节点结构。 从总体结构看，平台的纵向强度由上层平台的纵箱形结构（或纵仓壁）、立柱、下浮体所组成的强力刚架来保证，而横向强度则由上层平台箱形结构（或横仓壁），文柱、撑杆所组成的刚架来保证。 §1.2 平台的结构特征——导管架平台 三、导管架平台结构特征 导管架平台可分为三个主要组成部分， 即上部结构、导管架和桩，如图1-21成示。 1.上部结构 上部结构包括平台甲板，甲板支柱以 及层间桁架结构，对钻井平台，甲板以两 层居多，对采油平台，有时可采用单层甲 板的型式。 甲板结构的主要作用 在海上为钻井或采油提供足够的场地， 以便在其上布置钻井或采油设备、辅助设 备、各种生活设施以及供直升飞机升降。 甲板结构由甲板板和相应的构架组成， 甲板本身必须有足够的强度来承受其上的 各种设备荷重。 §1.2 平台的结构特征——导管架平台 2.导管架结构 导管架是由导管（桩腿）和连接导管的纵横撑杆所组成的空间刚架。各管状构件相交处形成了管状节点结构，它是导管架平台的重要结构部位，在设计中要特别注意。由于管节点的几何形状复杂并受焊接影响，故其应力集中系数很高，容易发生疲劳破坏。 一般管节点都采用弦杆（即管节点中直径较大的管构件）管壁加厚或其他措施进行加强。平台进行海上安装施工时，导管架的桩腿则作为打桩定位和导向用。导管架除了要承受海上的环境载荷外，还要承受上部结构的载荷，并将连些载荷较均匀地传到桩基上。在使用上，导管架还可以用来系靠船舶，以便于供应船靠离平台。 3.桩 桩的作用是把平台固定于海底并承受横向和垂向载荷。桩通过导管架打入海底土中，由单桩组成群桩，以形成桩基础。上部结构和导管架的载荷通过桩基础传入地基。 §1.2 平台的结构特征 —— SPAR平台 四、SPAR平台结构特征 1.传统SPAR平台 Spar平台主要由四个系统组成：顶部模块、主体、系泊系统和立管(生产、钻探、输油等)。 顶部模块是一个多层桁架结构，它可以用来进行钻探、油井维修、产品处理或其它组合作业。用来支撑钻探设备和生产设备的生产钻探甲板及中间甲板与固定式平台的甲板很接近，井口布置在中部。 主体是一个大直径、大吃水的具有规则外形的浮式柱状结构。水线以下部分为密封空心体，以提供浮力，称为浮力舱，舱底部一般装压载水或储油(柱内可储油也成为Spar的显著优点)，中部由锚链呈悬链线状锚泊于海底。 主体中有四种形式的舱。第一种是硬舱，位于壳体的上部，它们的作用是提供平台的浮力；中间部分是储存舱；底部为平衡／稳定舱(Trim／Stability tank)。当平台已经系泊并准备开始生产时，这些舱则转化为固定压载舱，它们主要用来降低重心高度。最后，还有一些压载舱，用于吃水控制。 第二次2008-11-4 §1.2 平台的结构特征 —— SPAR平台 Spar通过半张紧的钢悬索系泊系统来定位。系泊索包括海底桩链，锚链和钢缆组成。锚所承受的上拔载荷由打桩或负压法安装的吸力锚来承担。导缆孔通常位于硬舱的下部。系泊结构不仅与载荷大小有关，还与水深有关。在设计Spar的系泊系统时，通常使其在一根系泊索断开的情况下可以抵御百年一遇恶劣海况。系泊系统可以预先安装好，在壳体就位后进行连接。 Spar的立管系统主要由生产立管、钻探立管、输出立管以及输送管线等部分组成。 由于Spar的垂荡运动很小，因此它可以支持顶端张紧立管(Top Tensioned Riser，TTR)和干集油树(Dry Trees)。由于每个立管通过自带的浮力罐提供张力支持，因此立管的轴向载荷与壳体运动解耦，同时使得平台对水深也不是很敏感。Spar底部接头(Keel Joint)的设计，使得Spar和立管之间可以有相对运动。浮力罐从接近水表面一直延伸到水下一定深度。在一些情况下，浮力罐超出硬舱底部。在中心井内部，由弹簧导向提供这些浮罐的横向支持。柔性海底管线(包括柔性输出立管)可以附着在Spar的硬舱和软舱的外部，也可以通过导向管拉进桁架内部，继而进入到硬舱的中心井中。 §1.2 平台的结构特征 —— SPAR平台 2.桁架式Spar平台(Truss Spar) 第二代的桁架式Spar的概念是Deep