近年来,随着国家对海洋工程及其设备的重视和加大投入,海洋工程技术日新月异,其舱室通道平台设计也在不断的升级和完善[5]。除了从设计阶段完善设
近年来,随着国家对海洋工程及其设备的重视和加大投入,海洋工程技术日新月异,其舱室通道平台设计也在不断的升级和完善[5]。除了从设计阶段完善设计方案,更多的是从海工产品在海洋上勘探、开采等实践中总结,在做出相应的改动。然而,国内外对于海洋平台的通道平台设计的优化研究并不多。世界上,海洋工程及其设备研发厂商主要在美国、瑞典、挪威和荷兰等国家。有着“挪威水泥大海怪”之称的特洛尔平台是当时世界上最大的海洋平台,其通道平台设计堪称海洋平台通道平台设计的典范[6]。
国外在海洋工程领域的研究与实践都领先国内很多,在近海油气和天然气的勘探方面更是大幅度领先。国外在近海油气和天然气的勘探可追溯到19世纪。19世纪80年代,在美国加利福尼亚Summer lands和里海阿塞拜疆的巴库有了第一批海上油井,当时油井的作业深度只有10多米,而且平台采用木质材料搭成,十分简陋,只适用于滩涂地区,但这却是海洋油气资源开发的第一步,标志着海洋工程的正式起步。经过半个多世纪的发展,目前国外的海洋工程技术得到充分的发展。海洋工程技术的发展使国外很早便接触到深海油气资源的开发,深海油气资源的开发加速了通道平台的使用,通道平台的研究也随即出现。国外在通道平台的设计研究上领先国内很多。
我国海洋工程正处于快速发展阶段,起步于1982年左右,1990~2004为成长阶段,发展至今我国基本掌握了基本海洋工程装备的自主研发制造。目前基本可以完成通道平台在限定条件下的规格选定和设计,但结构设计完成后的强度分析和校核,尤其是有限元的建模计算,国内企业的计算精度比较低。目前对通道平台强度校核的研究存在的问题主要是结构建模时的构件简化和载荷施加不精准,造成在强度计算时精度粗糙。为了保证结构强度,只能取保守数据,一般要在计算结果上再增加些板厚和尺寸,这样的结果就是不仅造成材料的浪费,成本的增加,还会增加平台自重,减少平台可变载荷的级数从而减少平台的载重量。反观国外企业,可以完成完整的通道平台的形式选择,结构设计,强度计算和疲劳分析。
1.3 本文的简要概述
本文第二章将对此次设计的通道平台的背景平台、通道平台的作用及强度校核的方法做简要的介绍。第三章将对此通道平台进行详细的设计,其中包括确定需要设计通道平台的区域,确定各区域所设计的通道平台的形式,角钢的选择,板厚的计算等。第四章将对此次设计的通道平台运用两种不同的方法进行校核并将校核结果进行对比。
第二章 通道平台在舱室中的布置概况
2.1 NG-2500X自升自航式作业平台的简要介绍
NG-2500X(如图2-1)自升自航式作业平台是由GustoMSC 设计的新一代多功能平台,平台主要用于油田服务,生活支持以及风电安装等功能。该平台主体结构形式是由一个类似驳船形式的长方形框形船体(艏部和艉部有少量形线)以及四个桁架式桩腿组成,桩腿底部连接桩靴,适用于作业水深70米以内的水域,且能够提供150人的就餐、住宿、办公和娱乐。现对其主要尺度及主要数据整理如下表2-1所示。本次设计便以NG-2500X自航自升式平台中的一个辅机室为背景进行通道平台的设计