海洋钻井平台猫道机的典型结构及分析

doi:10.16576/https://www.wendangku.net/doc/923101961.html,ki.1007-4414.2015.05.011

海洋钻井平台猫道机的典型结构及分析

*

陆　辉,赵世刚,张　建,张彦秋

(兰州兰石能源装备工程研究院青岛分院,山东青岛　266000)

摘　要:猫道机的主要功能是井场管具的自动运移,经历了从人工操作到自动化的演变过程,目前国内外钻采公司制造的自动猫道的主要类型有举升式猫道二机械臂管子处理系统和平移式猫道三种三举升式猫道运行平稳可靠,安全性好,占地面积小,但是结构较复杂三机械臂管子处理系统处理管子的速度快,工作效率高,缺点是,控制系统的稳定要求高,制造与维护成本昂贵等三平移式猫道是目前应用范围最广的猫道机,结构简单并且易拆卸和安装,易维护,并且可将钻台设备运送到钻台内三目前平移式猫道主要有两种结构,并且对这两种结构的猫道机进行了对比分析三关键词:钻井平台;自动化;自动排管系统;猫道机

中图分类号:TE951 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2015)05-0032-03

Typical Structure and Analysis of Catwalk Machine in Marine Drilling Platform

LU　Hui ,ZHAO Shi-gang ,ZHANG　Jian ,ZHANG Yan-qiu

(Qingdao Branch of Lanzhou LS Energy Equipment Engineering Institute ,Qingdao Shandong　266000,China )Abstract :The main function of catwalk machine is to automatically transport the well site pipes ,and the catwalk machine has experienced the evolution process of manual to intelligent.At present ,there are three kinds of catwalk which are produced by companies at home and abroad :lifting catwalk ,mechanical arm processing system and translational catwalk.Lifting catwalk operates smoothly and reliably ,and it is security and small land occupation ,but complicated structure.Mechanical arm pro?cessing system is fast in processing speed ,it is high efficiency but the control system needs stability and its manufacturing cost is expensive.Translational catwalk is the most widely used at present ,which is simple structured and easy to be maintained ,and it could carry equipments into the drilling platform.Now the translational catwalk has two constructions ,which would be contrastively analyzed in this paper.

Key words :drilling platform ;automation ;automatic exhaust pipe system ;automatic catwalk

0　引　言

为了减少钻井作业时间二费用和提高作业的安全性,自动管具处理系统正在逐步取代传统的人工管具操作三自动管具处理系统减少了操作者的人员数量并提高了钻井的效率,在钻井的同时进行离线接单根二自动输送和排放钻杆等操作将会大幅降低钻井时间三自动化管具操作系统操作过程是指采用自动化管具处理系统代替人工来完成的管具操作过程三自动化管具处理系统由水平管具操作系统二水平/垂直管具转换系统和垂直管具操作系统三个子系统组成,猫道机是自动化管具处理系统配套设备之一,属于水平管具操作系统,它的主要功能是实现井场管具自动运移三顶驱的液压吊卡或机械手与猫道机相互配合

使用,可以实现钻杆二钻铤和套管等的自动操作三

1　猫道机发展历史

钻井作业经过人工向自动化的转变,猫道也由原先人工操作的简易猫道逐渐转变为如今可远程控制的自动猫道,人工向自动化的转变提高了作业效率和工人的安全三

1.1　简易猫道

简易猫道是连接钻台面与甲板面的坡道,通过钻台面的气动绞车和甲板吊将放置在甲板面的管具拖拽到钻台面三这种操作的缺点显而易见,自动化,智能化程度偏低,上下钻台都需要至少4名工人配合完成而造成操作效率不高,同时工人劳动强度大,安全却得不到保证,而且钻具在互动过程中极易造成不同程度的损坏而影响使用寿命,如图1所示

三

图1　简易猫道

1.2　带式钻杆传送机

为了克服人工作业的缺点,研发出带式钻杆输送机,在钻台和甲板间可,通过带式钻杆输送机传送钻杆,钻杆放置在传输机的多层橡胶带上传输钻杆,多层橡胶带通过安装在头部和尾部的驱动滚筒和张紧

四

23四研究与分析

2015年第5期(第28卷,总第139期)

四机械研究与应用四

*收稿日期:2015-07-28

作者简介:陆　辉(1986-),男,山东青岛人,硕士,助理工程师,主要从事钻机机械设计方面的工作三

滚筒三通过液压马达带动驱动滚筒旋转,从而驱动传送带运行三输送机的尾部安装了扶正导向机构将钻杆倾斜一定角度,以便钻杆的抓取三但是带式传输机传输钻杆不稳定,钻杆容易从传送带上脱落三为了克服以上缺点,研发出猫道机替代了带式钻杆传送机[1],如图2所示三

1.3　猫道机

猫道机通过安装在猫道中的V型槽作为钻具的运输轨道,靠V型槽中的推车推动钻具沿着猫道的V 型槽滑动,安装在尾部举升机构升起配合机械手,实现钻杆在猫道和钻台之间的相互传递,它的优点是结构较为简单,易于实现自动控制,传送过程快速二安全二平稳[2],如图3所示三

图2　带式钻杆传送机 图3　猫道机

2　国内外海上猫道机发展现状

根据猫道机的钻具承载平台二坡道与猫道地面平台三者之间的相对位置关系,以及传送钻杆的方式,国外常见的海上猫道机有举升式猫道二机械臂管子处理系统和平移式猫道3种类型[3]三

2.1　举升式猫道机

举升式猫道主要特点是猫道机与钻台面不在同一水平面,钻具承载平台中的V型槽可以根据需要举升到一定的高度三因此,举升式猫道机可以与不同高度范围的钻井平台相互匹配三举升式属于液压驱动的猫道机,能够迅速地将钻杆或者套管从钻杆架上运移到钻台上,然后通过小车将V型槽中的钻杆推向钻台面三两侧安装的排管架与翻转机构可以将钻杆移出V型槽,尾部安装有折臂吊可将钻杆放入到V 型槽中,举升式猫道的优点是运行平稳可靠,安全性好,占地面积小,但是运动形式较复杂,如图4三

2.2　机械臂管子处理系统

与传统猫道机相比,机械臂管子处理系统没有猫道地面平台二钻具承载平台与坡道,可直接实现管子在地面与平台之间的运移,并且具有接立根的功能三其均采用机器人运动控制原理提高系统的自动化程度,利用排放臂和夹钳的特殊结构实现其快速定位和夹持功能,属于全自动化处理设备三机械臂管子处理系统处理管子的速度快,可以使用无线远程控制,工作效率高,缺点是液压元件的制造精度与安装精度高,控制系统的稳定要求极高,制造与维护成本昂贵,运移与拆装繁琐,如图5所示

三

图4　举升式猫道机 图5　机械臂管子处理系统2.3　平移式猫道机

平移式猫道机是广泛应用于海洋钻井平台的一种钻具运移装置三这种猫道机的特点猫道机分为两大部分,猫道机支架与猫道机滑车,支架的高度与钻台面的高度相同,折臂吊将钻具放置在猫道机滑车中,猫道机滑车从猫道机支架水平移动到钻台面上,当猫道机滑车移动到钻台面的一定位置,设置于猫道机滑车V型槽中的钻具推送装置将钻具推送到井口的预定位置三排管机械手将钻具取出三平移式猫道相对于其他类型的猫道机最大的特点是可以将一些钻台设备从甲板运送到钻台面上三平移式猫道机主要分为两种结构,分别为CAMERON公司和NOV公司生产三目前绝大多数钻井平台使用的猫道机为平移式猫道机三

CAMERON公司生产海上猫道机的排管架与猫道机本体为一体式,钻杆排放在猫道机滑车上,体积较大,重量较重三后端装有推车,可以向前推送管具,侧面装有分离机构向V型滑道推送钻杆,前端安装有抬升机构,将钻杆端部抬起三猫道机可以将钻具和其他设备高效和安全地在钻台面和甲板之间传送三猫道机可以同时运送4根6-5/8钻杆三CAMERON 公司的猫道机通过折臂吊来装卸管具三猫道机通过安装在钻台面和甲板面的导轨前后移动三猫道机配有扶正机构,可以配合水平垂直转换系统将钻杆放入井眼中[4],如图6二7所示三

图6　CAMERON公司猫道机　图7　NOV公司猫道机NOV公司生产猫道机将排管架与猫道机滑车分离,猫道本体用来推送钻杆,钻杆储存在排放架上,体积较小,重量较轻三后端装有小车,可以向前推送管具,V型槽装有翻转机构向排管架推送钻杆,前端安装有举升机构和扶正机构,配合水平垂直转换系统将

四33四

四机械研究与应用四2015年第5期(第28卷,总第139期) 研究与分析

海洋工程水动力学试验研究

海洋工程水动力学试验研究 作者：杨建民，肖龙飞，盛振邦编著 出版社：上海交通大学出版社 出版时间： 2008-1-1字数： 219000版次： 1页数： 136印刷时间： 2008/01/01开本： 16开印次： 1纸张：胶版纸I S B N ： 9787313050649包装：平装编辑推荐全书共分9章。第1章为总论，简要介绍海洋资源和海洋油气开发概况，我国海疆和海上油气资源、海洋环境条件、海洋平台的种类。第2章介绍模型水动力试验研究的历史沿革及其对科技进步的作用，国内外主要海洋工程水池及主要试验设施。第3章重点阐述模型试验研究的基础理论，包括：相似理论、海洋环境条件(特别是海浪)的理论描述、浮式海洋平台运动与受力的分析、线性系统响应的频域分析和时域分析方法。余下各章主要结合上海交通大学海洋工程国家重点实验室十多年的工作经验，系统地阐述海洋平台模型(包括锚泊线、立管等)的制作和有关参数的模拟调节；水池中风、浪、流等海洋环境的模拟；各类测试仪器的介绍和标定；模型在静水、规则波和不规则波中的试验；测量数据的采集；试验数据的处理与分析以及试验研究项目的实施规程等有关内容。此外，对于深海平台的试验技术也进行了专题介绍，以适应海洋石油开发不断向深海拓展的需要。 内容简介 本书介绍船舶与海洋工程结构物在海洋风、浪、流环境条件作用下水动力性能的模型试验研究方法及相关理论。主要内容包括：海洋油气开发与海洋平台简介；海洋工程水动力模型试验的历史沿革、作用，国内外水池及其主要设施，水动力学基础；模型制作及海洋环境条件模拟的方法和理论；测量仪器的分类、标定及模型测试校验；模型在风、浪、流中的各种试验内容与方法；试验数据的处理与分析；试验研究项目的实施规程；深海平台模型试验技术概述。 本书是我国海洋工程国家重点实验室多年来试验研究工作的总结，同时吸收了国际上的最新研究成果，注重实践能力的培养。可作为高等院校船舶与海洋工程专业的本科生教材和研究生的教学参考用书，也可供海上油气开发部门、船厂、设计研究单位从事海洋工程科技人员参考。 目录 第1章总论 1.1 海洋开发与海洋工程概述 1.2 海洋油气开发简介 1.3 我国的海疆和海上油气资源

海洋平台设计原理复习

海洋平台设计原理复习 一、思考题 1.海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台。各类型的优缺点有哪些？ 1）固定式平台（导管架平台、重力式平台）： 优点——整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风暴的能力强。缺点——机动性能差，较难移位重复使用。 2）活动式平台（坐底式平台、自升式平台、半潜式平台、钻井船、FPSO）： 优点——机动性能好 缺点——整体稳定性较差，对地基及环境有要求。 3）半固定式平台（张力腿式平台、Spar平台）： 优点——适应水深大，优势明显。 缺点——较多的技术问题有待解决。 2.海洋平台设计所涉及的关键技术问题有哪些？各关键技术的必要性及其可采用的研究方法？ 1）总体布置与优化设计研究 2）环境载荷研究 3）平台极限承载能力研究： 必要性——评价平台的安全性、强度储备、优化 研究方法——试验方法、数值方法 4）平台稳性研究： 必要性——研究海洋平台支撑在海底的抗倾覆能力 研究方法——规范校核（CCS、ABS)、软件分析(NAPA、ANSYS) 5）关键结构或节点的疲劳性研究： 必要性——结构疲劳影响结构使用寿命，要考虑海洋环境和波浪载荷作用，能判断易疲劳部位，优化结构并预测结构寿命。 研究方法——疲劳试验、疲劳仿真 6）平台模块化技术研究： 必要性——便于安装、拆装改造、达到多功能要求，主要设计模块化结构的联接方式并分析联接结构的动、静态响应。 研究方法——疲劳性能试验、计算分析 7）焊接工艺与结头韧性评定技术研究： 必要性——焊接接头韧性不足会导致焊接结构破坏，因此需优化焊接工艺。 研究方法——CTOD试验、数值仿真 （CTOD指的是裂纹体受到张开型载荷后原始裂纹尖端处两表面所张开的相对距离，CTOD值得大小反映了裂纹尖端材料抵抗开裂的能力） 8）振动、噪声预报与控制研究 必要性——振动噪声会使结构疲劳、影响健康 研究方法——振动分析、噪声预报 9）平台碰撞分析和防撞技术研究 必要性——平台碰撞会威胁平台安全，该技术主要研究防护装置的设计

海洋钻井平台组成及功能

关于海洋钻井平台 半潜式的系统，总的来说，平台的系统有点和普通的船舶相似，它们是： 1，压载系统，ballast system 2，消防系统，fifi system ,包含fire water system , water mist system , deluge system, foam system, co2 extinguishsystem, water spray system 按照每个平台基本设计的不同，会有其中的几个。 3，舱底水系统，bilge system 4， 海水冷却系统，sea water cooling system 5，淡水冷却系统，fresh water cooling system 6，燃油系统，fuel oil system 7，润滑油系统，lub oil system 8，主机排烟系统，exhaust system 9，废油系统，waste oil and sludge system 10，透气溢流系统，vent and overflow system 11，测深系统，souding system 包含 manual soundIng system 或者remote sounding system 12，启动空气系统，starting air system 13，平台空气系统，rig air system 14，仪表与控制空气系统， instrument air system 15，饮用水系统，potable system 16，生活水排放系统，sanitary discharege system 17，生活水供给系统 ，sanitary supply system 18，盐水系统，brine system 19，钻井水液系统，drill water system 20，钻井基油系统，base oil system 21，泥浆供给系统，mud supply system 22，高压泥浆排出系统，mud discharge system 23，泥浆处理系统，mud process system 24，泥浆真空系统，mud vacuum system 25，井口控制系统，subsea control system 26，分流器，高压管系系统，hp manifold and diverter system 27，灌井系统，trip tank system 28，除气系统，mud gas separator system 29，测井系统，well test system 30，隔水套管张紧系统，riser tensioner system 31，液压系统，hydaulicoil system 32，泥浆混合系统，mud mixing system 33，散货系统，包含bulk cement system 以及bulk mud system 34，高压冲洗系统，high pressure washing down system 35，甲板泄水系统，deck drain system 36，快关阀系统，quick closing vavle system 37，切屑处理系统，cutting handling system 38，直升机加油系统，helicopter refueling system 39，排舷外系统，overboard discharge system 40，刹车冷却系统，brake cooling system 41，呼吸空气系统，breath air system 42，推进器系统，包含 thruster hydraulic oil and lub oil system 43，泥坑冲洗系统，mud pit washing system

海洋平台结构课程设计

中国海洋大学本科生课程大纲 一、课程介绍 1.课程描述： 海洋平台结构课程设计是针对船舶与海洋工程专业本科生开设的工作技术教育层面必修课。本课程通过实践环节，完成具体典型导管架平台的总体设计思路训练，包括海洋环境计算及工程简化、桩基础承载能力计算、导管架结构整体强度及刚度分析，设计计算书撰写和工程图纸表达。通过本课程的实践，使学生能够综合运用海洋平台结构及相关专业课程学习的基础理论和方法，系统完成结构分析计算，提高设计分析和工程表达能力。 2.设计思路： 本课程以海洋平台结构设计的基本过程为主线，结合先修课程中学到的环境荷载计算、桩基承载力验算、结构整体强度分析、CAD制图等基础知识，使学生将掌握的海洋平台结构设计理论知识应用到实际设计和验算中，通过实际设计检验学生对于基础知识的把握，加深学生对理论知识的理解。课程内容包括三个模块：目标平台调研、相关数据计算与分析、计算书编写及工程表达。 - 1 -

（1）目标平台调研： 该模块需要学生熟悉海洋平台设计的一般步骤，对目标平台进行参数和各项性能指标的调研，确定课程设计的各项数据标准。 （2）相关数据计算与分析： 根据已确定的主尺度，对结构在选定工况下的其他参数进行计算，主要分为：海洋环境荷载计算、基础承载力计算、结构整体强度分析。其中，海洋环境荷载计算为在选定海域环境条件下，对风、波浪、海流、冰荷载的计算，并且针对选定工况进行分析；基础承载力计算要求学生掌握桩基轴向承载力验算方法；结构整体强度分析主要包括设计目标平台在外荷载作用下的应力校核及位移校核方法。 （3）计算书编写及工程表达： 本模块中，学生需要学习并完成计算书的编写，掌握目标平台设计资料编写，并且通过专业分析软件完成平台的响应输出分析。最终上交课程设计纸质报告。 3. 课程与其他课程的关系 先修课程：海洋平台结构、钢结构设计基本原理。本门设计课程与先修课程密切相关，只有掌握了先修课程中的理论知识和设计方法，才能够在海洋平台结构设计中加以综合应用，设计出符合规范标准的结构。 二、课程目标 本课程的目标是培养学生从事海洋工程结构设计的基本技能，使学生对海洋工程设计中的标准和规范加以熟悉，对海洋平台结构以及其他先修课程中的理论知识进行综合运用。到课程结束时，学生应能： （1）熟练应用海洋平台结构设计中的相关规范和标准； （2）完成具体目标海洋平台的总体设计以及输出响应特点分析及校核； - 1 -

海洋石油平台课程设计92029639

《海洋石油平台设计》课程设计

目录 第一章综述 (1) 1.1 平台概述 (1) 1.1.1 海洋平台的分类 (1) 1.1.2海洋平台结构的发展历史及现状 (2) 1.1.3海洋平台结构的发展趋势 (3) 1.2 海洋环境荷载 (4) 1.2.1海风荷载 (4) 1.2.2海流荷载 (4) 1.2.3波浪荷载 (5) 1.2.4海冰荷载 (6) 1.2.5地震作用 (6) 1.3 ANSYS软件介绍 (7) 1.3.1 ANSYS 的发展历史 (7) 1.3.2 基本功能 (7) 1.3.3分析过程 (8) 第二章导管架平台整体结构分析 (12) 2.1 导管架平台简介 (12) 2.2 平台整体模型建立 (12) 2.2.1工程实例基本数据: (12) 2.2.2平台几何模型的建立 (13) 2.3、波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 (20) 2.3.1结构整体静力分析 (20) 2.3.2 静力结果分析 (23) 2.4 导管架平台整体结构模态分析 (26) 2.4.1结构模态计算 (26) 2.4.2观察模态分析结果 (26) 2.5 波浪作用下平台结构瞬态动力分析 (30) 2.5.1瞬态动力分析 (30) 2.5.2动力分析结果处理 (33) 第三章平台桩腿与海底土相互作用模拟 (37) 3.1 基础数据 (37) 3.2前处理过程 (38) 3.3静力求解计算 (42) 3.4 结构模态分析 (47) 第四章总结 (53)

第一章综述 1.1 平台概述 海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台得到了广泛的应用,如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。用于海上油气资源勘探与开发的洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。若按结构型式及其特点来划分,海洋平台大致可分为三大类固定式平台、移动式平台和顺应式平台。 1.1.1 海洋平台的分类 1.固定式平台 固定式平台靠打桩或自身重量固定于海底,目前用于海上石油生产阶段的大多数是固 定式平台,它又可分为桩式平台和重力式平台两个类别。桩式平台通过打桩的方法固定于海底,其中的钢质导管架平台是目前海上使用最广泛的一种平台；而重力式平台则是依靠自身重量直接置于海底,这种平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础沉箱,由三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构。 2.移动式平台 移动式平台是一种装备有钻井设备,并能从一个井位移到另一个井位的平台,它可用于海上石油的钻探或生产。移动式平台可分为坐底式平台、自升或平台、钻井船和半潜式平台四个类别。坐底式平台一般用于水深较浅的海域,工作水深通常在60米以内；自升式平台具有能垂直升降的桩腿,钻井时桩腿着底,平台则沿桩腿升离海面一定高度,移位时平台降至水面,桩腿升起,平台就像驳船可由拖轮把它拖移到新的井位。自升式平台的优点主要是所需钢材少,造价低,在各种情况下都能平稳地进行钻井作业,缺点是桩长度有限,使它的工作水深受到限制,最大的工作水深约在120米左右；钻井船是在船中央设有井孔和井架,它靠锚泊系统或动力定位装置定位于井位上。它漂浮于水面作业,能适应更大的水深,同时它的移动性能最好,便于自航。但由于它在波浪上的运动响应大,稍有风浪就会引起很大的运动,使钻井作业无法再进行下去,风浪更大时船还得离开井位,这是钻井船得不到大发展的主要原因；半潜式平台是由坐底式平台演变而来的,它上有平台甲板,在水面以上不受波浪侵袭,下有浮体,沉于水面以下以减小波浪的扰动力,连接于其间的是小水线面的立柱。由于半潜式平台具有小的水线面面积,使整个平台在波浪中的运动响应较小,因而它具有出色的深海钻井的工作性能。半潜式平台可用锚泊定位和动力定位,锚泊定位的半潜式平台一般适用于200~500米水深的海域。

海洋平台结构设计与模型制作计算书

海洋平台结构设计与模型制作 理论方案 浙江大学结构设计竞赛组委会 二○一二年

第一部分：方案设计摘要 根据学长“简单、粗犷”的原理，在实践中抛 弃了很多复杂、沉重的构件，最终展现在我们面前 的是一个四棱台与四棱柱结合的简单作品。 自下而上的构件分别为： 底部为深入沙中的底柱，长为10cm。通过一次 实验，为利于柱子插入细沙中而将柱子削尖。 联结底柱的是四棱台，高42cm、底边长45cm、 顶边长28cm。为抵抗风荷载的力矩而增大重力的力 臂，在保证质量较轻的条件下增大底部长度。初时 对竖向荷载过分估计以致四周承重柱以及斜撑杆过 重，但稳重的底部在加载过程汇中也有可取之处。 之所以将高度定为28cm，是因为伊始准备在四棱台 中间安置塑料片筒体。但在实际操作中我们放弃了 这个设想。 联结四棱台的是被斜杆分成三部分的四棱柱。 借鉴了别人的轻质理念，一改底座的笨重，上部桁 架的布置简明，但纤细的杆件也使整体遭受了风荷 载的极大挑战。在实验加载中发现荷载箱稍小，因 此改进顶部边长、露出四个小柱。本欲在与水面相 切处设置420*420的塑料片则可以利用水的吸附 力，可惜塑料片质量稍重、效果也不太明显。改进 后，四棱台留在空中的部分受风荷载较大，布置了 较密的桁架。 在构件联结处，我们尽力增大构件的接触面积，同时也做了些小木段与木片作为加固。 总结来看，在最初的设计思考中我们还是有一些新的想法,比如筒体，比如利用水的吸附力，但在实践制作过程中我们缺乏对可操作性的理性认识；同时我们过分估计竖向荷载以致质量过重，轻视水平风荷载而在试验中多次面临剧烈的扭转。最终我们的结构形式归于简单，但过程并不平淡。在否定与自我否定中，我们已有收获。

定位技术

无线传感网络定位技术综述 潘国民 120802016 摘要：首先介绍无线传感网络定位技术额相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类算法；重点基于测距和非测距两个方面介绍无线传感网络定位方法，并研究若干新型无线传感网络定位方法，主要包括移动锚节点算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能安全隐私等方面 出发总结当前无线传感网络定位技术存在的问题并给出可行的 解决方案后，展望未来的研究应用发展趋势。 1、引言 在很多无线传感器网络应用中，没有节点位置信息的监测信息往往毫无意义。当监测到事件发生时，关心的一个重要问题就是该事件发生的位置，如森林火灾监测，天然气管道泄漏监测等。这些事件的发生，首先需要知道的就是自身的地理位置信息。定位信息除了用来报告事件发生的地点外，还可用于目标跟踪、目标轨迹预测、协助路由以及网络拓扑管理等。 常见的定位技术如全球定位系统（globe position system，GPS）是目前应用最广的、最成熟的定位系统，通过卫星的授时和测距来对用户节点进行定位，具有较高的定位精度，实时性较好，抗干扰能量强。但是，使用GPS技术定位只适合于视距通信的场合，即室外无遮挡的环境，用户节点通常能耗高、体积大且成本也较高，还需要固定基础设施等，这不太适合低成本自组织

无线传感器网络。另外，机器人领域采用的定位技术也与无线传感器网络的定位技术不同，尽管二者非常相似，节点都具有自组织和移动特性，但是机器人节点数量少，节点能量充足且携带精确的测距设各，这在一般的能量受限的无线传感器网络中很难满足类似的条件。由于资源和能量受限的无线传感器网络对定位的算法和定位技术都提出了较高的要求。因此，无线传感器网络的定位技术或定位算法通常需要具各以下重要特征：自组织特性，节点可能随机分布或人工部署；能量高效特性，尽量采用低复杂度的定位算法，减少通信开销，延迟网络寿命；分布式计算特性，各个节点都计算自己的位置信息；鲁棒性，可能监测数据有误差，要求定位算法具有良好的容错性；节点位置计算的常用方法。2、定位技术分类： 2.1.GPS定位技术 当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减到十分微弱的地步，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的，为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时，也有助于实现快速定位。这种室内GPS 定位技术由于需要在手机内集成GPS接收器，决定了它的应用受限性，为此，把具有该功能的手机价格降到人们可以承受的范围内成了室内GPS技术追求的目标之一。

【开题报告】海洋平台的安全性与规范设计

开题报告 船舶与海洋工程 海洋平台的安全性与规范设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 最近几年，我国海上石油开采已从近海浅水走向深海.未来5 年~10 年内，我国海洋石油的开采水深有望达到500 米-2000 米.由于导管架平台和重力式平台自重和工程造价随水深大幅度增加，已经不能适应深水海域油气开发的要求.因此，研究、发展深海采油平台的有关技术势在必行. 而深海石油平台的设计，建造及相关技术是深海油气资源开发中的关键技术之一，及早了解和和掌握国外深海平台的建造和使用情况，探讨国外深海平台设计和使用中积累的经验和存在的问题，对我国海洋油气开发具有重要意义。 对深水开采，钢质导管架平台的造价会随水深增加而急剧增长，以致增加到在经济上不可行。这就促使我们在深海开发中使用新的结构形式，如混凝土结构和浮式结构。典型的浮式结构是FPSO，半潜式平台，张力腿平台（TLP）和SPAR平台。 海洋平台结构复杂，体积庞大，造价昂贵，特别是与陆地结构相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，风、海浪、海流、海冰和潮汐时时作用于结构，同时还受到地震作用的威胁。在此环境条件下，环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减，影响结构的服役安全度和耐久性。另外，操作不当、管理不当等人为因素也直接影响海洋石油平台的安全性。随着对海洋平台复杂性的深入了解，造成了重大的经济损失和不良的社会影响。例如，1965年英国北海的“海上钻石”号钻井平台支柱拉杆脆性断裂导致平台沉没；1968年“罗兰角”号钻井平台事故；1969年我国渤海2号平台被海冰推倒，造成直接经济损失2000多万元；1997年渤海4号烽火平台倒毁；1980年北海Ekofisk油田的Alexander L Kielland 号五腿钻井平台发生倾覆，导致122人死亡；以及2001年巴西油田的P-36平台发生倾覆。 1982年7月交通部烟台海难救助打捞局，经过一年多的努力，将“渤海2号”沉船分割成10大块打捞上岸。主甲板上共有10个通风筒，其中，泵舱的四个通风筒—两个进风风筒和两个排风风筒，全部被风浪打掉。事故分析报告给出三个主要原因，原因

钢结构设计原理复习

钢结构设计原理复习 第一章绪论 1、钢结构的特点（前5为优点，后三为缺点） 1）强度高、重量轻 2）材质均匀，塑性、韧性好 3）良好的加工性能和焊接性能（易于工厂化生产，施工周期短，效率高、质量好） 4）密封性能好 5 )可重复性使用性 6 ) 耐热性较好，耐火性差 7)耐腐蚀性差 8)低温冷脆倾向 2、钢结构的应用 1）大跨结构【钢材强度高、结构重量轻】（体育馆、会展、机场、厂房） 2）工业厂房【具有耐热性】 3）受动力荷载影响的结构【钢材具有良好的韧性】 4）多层与高层建筑【钢结构的综合效益指标优良】（宾馆、办公楼、住宅等） 3、结构的可靠度：结构在规定的时间（50年），规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下，完成预定功能的概率。 4、结构的极限状态：承载能力极限状态（计算时使用荷载设计值）、正常使用极限状态（荷载取标准值） 5、涉与标准值转化为设计值的分项系数：恒荷载取1.2 活荷载取1.4第二章钢结构的材料

1、钢材的加工 ①热加工：指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状，生产出各 种厚度的钢板和型钢。（热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃ ） ②冷加工：指在常温下对钢材进行加工。（冷作硬化现象：钢材经冷加 工后，会产生局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，降低了塑性和韧性的现象） ③热处理：指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组织结构发 生变化，以获得所需性能的加工工艺。（退火、正火、淬火和回火）2、钢材的两种破坏形式： 3、钢材的六大机械性能指标 屈服点：它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。

海洋钻井平台的分类

海洋钻井平台的分类 海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平

坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。图为胜利二号坐底式钻井平台。 自升式钻井平台由平台 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。 钻井船

海洋油气工程专业last

海洋油气工程专业 培养目标： 培养德、智、体、美全面发展，具有工科基础理论和海洋工程、石油与天然气工程专业知识，能在海洋油气资源开发领域从事海洋油气专用结构物工程设计、海洋油气开发方案设计、海洋钻井工程设计、海洋采油采气工程设计、海洋平台生产与管理、海洋油气集输等方面工作，获得工程师基本训练的高级应用型人才。 专业方向： 海洋油气田开发工程、海洋油气井工程 业务培养要求： 本专业学生主要学习数学、物理、化学、力学、地质学、海洋学的基础理论及与海洋工程、石油与天然气工程有关的基本知识，受到海洋油气专用结构物工程设计、海洋油气开发方案设计、海洋钻井工程设计、海洋采油采气工程设计的基本训练；熟悉海洋平台生产与管理过程；了解海洋油气开发的理论前沿，新型海洋油气专用结构物的应用前景和发展动态；具有一定的科学研究和实际工作能力。 毕业生应获得的知识和能力： 1．具有数学、物理、力学、化学、海洋环境、海洋工程、石油与天然气工程、储运工程的基本理论和知识，初步掌握海洋油气专用结构物的工程设计方法； 2．具有海洋油气工程所必须的工程科学理论和专业知识，具有分析和解决海洋油气工程实际问题、进行技术改造、科技开发和应用研究的能力； 3．具有较强的外语应用能力，掌握文献检索和其它获取科技信息的方法； 4．具有较强的自学能力、工作适应能力、计算机应用能力和创新意识； 5．具有应用系统工程思想和现代经济知识进行生产管理的意识。 主干学科： 海洋工程、石油与天然气工程 主干课程： 1．毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论2．高等数学3．大学外语 4．机械设计基础5．计算机程序语言6．工程力学7．工程流体力学8．结构力学9．石油地质学10．海洋学11．海洋平台工程12．海洋采气工程13．海洋油气开发工程14．海洋钻井工程15．海洋采油工程基本修业年限：四年 授予学位：工学学士 专业外语或采用外文教材的课程：海洋油气工程专业外语 制订人：殷代印院系负责人：殷代印教务处处长：马瑞民

海洋石油平台种类

海洋石油平台种类 海洋平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。 呵呵，石油钻探就是民用啦，当然也可理解为战略物资储备。但多才的美军把雷达也放到半潜式平台上了。 咱们先把军用的放在一边，海洋平台就是石油开采业向水下进军的一个产物。最原始的海洋平台甚至不能称为海洋平台，而是湖泊平台（1891年，圣玛丽湖，俄亥俄州），结构为木质，作业水深甚至仅有1.5m。说白了，就是给陆上井架加了一层台阶。既然能在湖边，也能在海边嘛，到现在海洋平台已经发展成为高附加值、高科技的工业设施。形式多种多样，且几乎每种新型的平台形式出现都是为了再更深的海区中作业。 最早出现的平台是导管架平台(Jacket)，适用于浅近海。导管架平台可以看作最原始，最直接的将钻井设备与海底连接起来的措施。钢桩穿过导管打入海底，并由若干根导管组合成导管架。导管架先在陆地预制好后，拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，桩是打一节接一节的，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使桩与导管连成一体固定于海底。平台设于导管架的顶部，高于作业区的波高，具体高度须视当地的海况而定，一般大约高出4-5m，这样可避免波浪的冲击。导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。但其尺度、重量随水深增加而急骤增加，所以在深水中的经济性较差。

导管架平台使用水深一般小于300m，世界上大于300m水深的导管架平台仅7座。目前最大的导管架平台是在墨西哥湾安装的水深为610m的导管架平台。呵呵，看到下图，你是不是就想到一个字，“笨”？ 典型导管架平台

半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究

半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究 海洋能源、矿产等资源的大力勘探和开采促使了海洋工程领域的蓬勃发展,而半潜式平台以其抗风浪能力强、适应水深范围广、装载量大等优点,成为了海洋资源勘探开发的主流工具之一。因此,对半潜式海洋平台进行水动力性能分析,计算平台在风浪流联合作用时的运动响应和系泊系统的张力响应,是尤为重要的。 本文以南海300米水深的某半潜式平台为对象进行水动力分析和系泊系统 性能研究,在此基础上探讨了半潜式平台运动响应的影响因素。论文的主要内容包括以下几个方面:1.在三维势流理论的基础上,利用ANSYS-AQWA软件,建立半 潜式平台的水动力模型,计算分析平台的水动力性能,获得了附加质量、阻尼系数、运动响应幅值算子和波浪力等水动力参数。 2.根据作业水深和半潜式平台的特点,将平台的系泊系统初步设计为8根对称布置的悬链线式系泊系统。再利用前章节计算的频域水动力结果,对半潜式平台和系泊系统在生存载况、作业载况,以及风浪流联合作用下进行时域耦合动力分析,计算了平台的响应历时曲线和系泊线的张力变化曲线。 3.进行模型试验验证研究,在频域和时域计算分析中各选取了一种典型工况,结合模型试验结果进行验证分析。分析表明,在规则波中仿真计算和模型试验结果吻合度很高。 在复杂工况的时域分析中,虽然二者之间存在一定的误差,但依旧能较准确 的预报出平台的运动响应和系泊性能。因此,利用AQWA仿真计算平台的水动力性能具有可靠性和实用性。 4.在上述研究的基础上,通过数值计算分析的方法,探讨了半潜式平台运动 响应的影响因素。计算模型仍旧为原半潜式平台,分别计算了不同重心高度、吃

水深度和是否带有垂荡板对平台运动响应的变化规律,为今后半潜式平台的优化设计提供一定的参考。 本文的研究内容对于使用AQWA仿真和模型试验来研究半潜式平台的水动力问题有一定的借鉴作用;同时,本文探讨的半潜式平台运动响应的影响因素,所得到结果对于半潜式平台的设计和结构优化具有一定的意义。

海洋平台基础知识

海洋平台基础知识系列　０．　海洋工程是什么？（名词解释）　Ｏｃｅａｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　海洋工程，从地理的角度来说，可分为海岸工程、近岸工程（又称离岸工程）和深海工程三大类。一般来说，位于波浪破碎带一线的工程，为海岸工程；位于大陆架范围内的工程，为近岸工程；位于大陆架以外的工程，为深海工程，但是在通常情况下，这三者之间又有所重叠。从结构角度来说，海洋工程又可分为固定式建筑物和系留式设施两大类。固定式建筑物是用桩或者是靠自身重量固定在海底，或是直接坐落在海底；系留式设施是用锚和索链将浮式结构系留在海面上。它们有的露出水面，有的半露在水中，有的置于海底，还有一种水面移动式结构装置或是大型平台，可以随着作业的需要在海面上自由移动。　海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。具体包括：围填海、海上堤坝工程，人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程，海底管道、海底电（光）缆工程，海洋矿产资源勘探开发及其附属工程，海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程，大型海水养殖场、人工鱼礁工程，盐田、海水淡化等海水综合利用工程，海上娱乐及运动、景观开发工程，以及国家海洋主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其他海洋工程。　１：　海洋平台的类型：　海洋平台：（１）移动式平台：　坐底式平台　自升式平台　钻井船　半潜式平台　张力腿式平台　牵索塔式平台　（２）固定式平台：导管架式平台　重力式平台固定平台又可以分为桩式海上固定平台、重力式海上固定平台、自升式海上固定平台　导管架型平台：在软土地基上应用较多的一种桩基平台。由上部结构（即平台甲板）和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。基础结构（即下部结构）包括导管架和桩。桩支承全部荷载并固定平台位置。桩数、长度和桩径由海底地质条件及荷载决定。导管架立柱的直径取决于桩径，其水平支撑的层数根据立柱长细比的要求而定。在冰块飘流的海区，应尽量在水线区域（潮差段）减少或不设支撑，以免冰块堆积。对深海平台，还需进行结构动力分析。结构应有足够的刚度以防止严重振动，保证安全操作。并应考虑防腐蚀及防海生物附着等问题。导管架焊接管结点的设计是一个重要问题，有些平台的失事，常由于管结点的破坏而引起。管结点是一个空间结点，应力分布复杂；近年应用谱分析技术分析管结点的应力，取得较好的结果。　混凝土重力式平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础（沉箱），用三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构，在平台底部的巨大基础中被分隔为许多圆筒型的贮油舱和压载舱，这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。现在已有大约２０座混凝土重力式平台用于北海　钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影口向，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。适用于深海钻井的主要是两种浮式钻

模型试验技术在海上浮式风电开发中的应用-2011-6页

图2BlueH-5MW 概念 Fig.2BlueH-5MW concept 图1BlueH -80kW 小样机Fig.1 BlueH -80kW prototype 收稿日期：2011-03-04；修回日期：2011-06-13 基金项目：国家自然科学基金资助项目（（50979020）；“111”计划资助项目（B07019） 作者简介：赵静（1983—），女，吉林长春人，博士，从事海上风力机基础设计与载荷预报及海上风能开发与利用技术研究。 E -mail ：zhaojing20062007@https://www.wendangku.net/doc/923101961.html, 在水深大于50m 的深水区域安装海上风电机组，固定式桩基础或导管架式基础的成本很高。而使用浮式结构作为海上风力机的基础平台，平台再用锚泊系统锚定于海床，其成本较低，且容易运输，因此开展海上浮式风电场建设的基础理论和试验技术的研究，为我国在更广阔的海域建设更大型风电场，实现节能减排的目标，具有重要的理论价值和长远的战略意义。 1海上浮式风电机组 目前，国际上对于海上浮式风电机组（FOWT ） 的研究基本处于基础理论和实验研究阶段，真正投入建设并运行的只有2个样机，即英国的Blue H 风电机组［1］和挪威的Hywind 风电机组［2］。 1.1BlueH 风电机组 英国Blue H 公司于2008年夏研制出世界上首

第44卷 中国电力新能源 图4Hywind-5MW 模型试验 Fig.4Hywind-5MW experiment 1.2Hywind 风电机组 2009年春，挪威国家石油公司建成全尺度样机 Hywind （见图3）安装于水深200m 、离岸10km 处的 挪威西南部海域。该风力机为2.3MW 叶片风力机，带有压载物的Spar 浮体和3根固定于海底的强力锚链线，吃水100m ，适用水深为200~700m 。2006年，Hywind 概念就已经发展到5MW ，并据此进行了详细的数值模拟和模型试验研究（见图4）。 2海上浮式风电机组的概念形式 早在20世纪90年初期，各国学者就开展了海 上浮式风电机组的研究，提出了各种概念形式［3］。除上面提到的2个样机外，比较著名的海上浮式风力机概念还有：荷兰提出的框架式结构Tri-floater ［4］ （见图5a ））；挪威提出的半潜式结构WindSea ［1］（见 图5b ））；TLP 与Spar 组合结构Sway ［5］ （见图5c ））； 美国提出的半潜式和垂荡板组合结构Minifloat ［6］ （见图5d ））；Windfloat ［1,7］ （见图5e ））以及TLP 与 Spar 组合的mini TLP 式［8］（见图5f ））。 这些概念大多来源于海洋平台的结构形式或者经过改造后的再创造。单独考虑下部浮体的性能时，可参考海洋工程的实际经验（见表1）。但是海上浮 ［9］，主要表现为：结构相 图3Hywind-2.3MW 概念 Fig.3Hywind-2.3MW concept 图5 海上浮式风力机概念 Fig.5FOWT concept 表1 海上浮式风电机组的基础结构性能对比 Tab.1Performances of FOWT foundation structures

海洋平台设计原理

1)海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？ 固定式平台：重力式平台、导管架平台（桩基式）； 活动式平台：着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）； 半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张力腿式平台（TLP） 2)海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？ 固定式平台。优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风 暴的能力强。缺点：机动性能差，较难移位重复使用 活动式平台。优点：机动性能好。缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求 半固定式平台。优点：适应水深大，优势明显。缺点：较多技术问题有待解决 3)导管架的设计参数有哪些？（P47） 1、平台使用参数； 2、施工参数； 3、环境参数：a、工作环境参数：是指平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准 4、海底地质参数 4)导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？（P54） 1、上部结构轮廓尺度确定：a、甲板面积；b、甲板高程 2、支承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶高程；b、导管架的底高程；c、导管架的层间高程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四角腿柱采用的典型斜度1：8）；e、水面附近的构件尺度；f、桩尖支承高程 5)桩基是如何分类的？ 主桩式：所有的桩均由主腿内打出； 群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四角主腿下方设桩柱 6)受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？（P93） 1、现场试桩法：数据可靠，费用高，深水实施困难； 2、静力公式法：半经验方法，试验资料+经验公式，考虑桩和土塞 重及浮力，简单实用； 3、动力公式法：能量守恒原理和牛顿撞击定理，不能单独使用； 4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。 7)简述海洋平台管节点的设计要求？（P207） 1、管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝立体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中心轴线； 2、设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩而产生的应力。在高约束的节点中，由于厚度方向的收缩变形可能引起的层状撕裂 3、一般尽量不采用加筋板来加强管节点，若用内部加强环，则应避免应力集中 4、一般受拉和受压构件的端部连接应达到设计荷载所要求的强度。

海上钻井平台各系统简介

钻井平台各系统简介 不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。能源越来越紧张的今天，很多国家把目光从陆地转向了海洋。自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后，海洋工程有了长足的发展。在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事，因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。经常要承受巨浪和暴风的袭击。而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。才能把一根根长长的钻杆钻进海底。 钻井平台从近海到深海，主要可以分为座底式，自升式，半潜式、钻井船等。 座底式是指，平台的结构直接座在海床上，几乎和陆上钻井没多大区别。所以它们的可钻探深度很有限。只能在几十米的水深的浅海区域作业。 自升式，又叫jack-up。顾名思义，这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。它典型的特征就式3-4条腿。高高的绗架结构。上面安装又齿条。平台本体安装有齿轮。它们一起啮合，传动。在到达钻井区域的时候，腿就慢慢的伸到海床上。平台就靠这几条腿站在海里了。因为考虑到拖航的稳性，腿不能太长。所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。 半潜式，最新的已经到了第6代了。这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点，是漂浮在海面上的。这样的话，它们就可以在更深的水域工作了；船体灌放水，可以调节吃水深度，保持船体稳定。塔的下部是相当容积的浮筒，上面是若干个中空的立柱，支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。整个平台靠浮筒浮在水面。它们带有2~3级动态定位系统，海底声纳定位系统，卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。 钻井船，钻井船是设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式(船式)钻井装置。较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的，现在已有专为钻井设计的专用船。目前，已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。钻井船在钻井装置中机动性最好，但钻井性能却比较差。钻井船与半潜式钻井平台一样，钻井时浮在水面。井架一般都设在船的中部，以减小船体摇荡对钻井工作的影响，且多数具有自航能力。钻井船在波浪中的垂荡要比半潜式平台大，有时要被迫停钻，。增加停工时间，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。钻井船适于深水作业，但需要适当的动力定位设施。钻井船适用于波高小、风速低的海区。它可以在600m水深的海底上进行探查，掌握海底油、气层的位置、特性、规模、贮量，提供生产能力等

《海洋平台设计原理》课程复习要点

桩基分类:施工方法:打入桩基础/钻孔灌注…/钟型…承载性状:摩擦型桩/端承型桩. 受压桩的轴向承载力计算方法:静力法(以土壤力学实验和桩的载荷实验取得的数据位依据,把桩的特性/土壤的相对密度和被扰动土的抗剪强度等指标联系起来,再把试验数据用于这些指标/即可对受压桩的周向承载力进行估算)动力法(包括动力打桩公式、波动方程和动力试验方法)静载试桩法(基本又可靠的方法.在工程现场直接对桩加载,测试土对桩的阻力,准确) 横荷作用下单桩破坏性状:桩身由于载荷产生的弯矩过大而断裂;桩周土被挤出,导致桩整体转动,倾倒或桩顶位移过大.刚性桩破坏(桩短/桩顶自由,桩的相对刚度很大,破坏时桩身不会产生绕曲变形,而是绕靠近桩端的一点做刚体转动;桩很短/桩顶嵌固,桩与承台呈刚性平移)半刚桩破坏(半刚性桩或中长桩指在横向载荷作用下,桩身挠曲变形,但桩身位移曲线只出现一个位移零点;中长桩桩顶嵌固时,桩顶将出现较大反响固定弯矩,桩身弯矩减小并向下部转移,桩顶水平位移比桩顶自由情况下减小)柔性桩破坏(桩的长度足够大且桩顶自由时,横向载荷作用下,桩身位移曲线出现2个以上位移零点和弯矩零点,且位移和弯矩随桩身衰减很快.). 群桩效应:当组成群桩的各个单桩间距较小时(8倍),由于相邻桩的相互作用,一般群桩的承载能力和变形特性要受到影响,这个影响通常成为群桩效应.沉降变大.影响群桩变形和各单桩荷载分配的主要因素：贯入深度与桩径比/桩的相对刚度/群桩布置. 自升式平台的重量分类:空载重量(钢料重量/动力装置重量/固定设备重量)可变载荷(压载水/有效可变载荷(可移动设备重量/消耗品重量/钻台载荷及其他载荷)). 拖航:平台重量=满载排水量=空载+可变载荷.升降:举升能力=空载+可变载荷.钻井:满载钻井重量=空载+可变载荷(包含钻井载荷)自存:风暴状况平台重量=空载+可变载荷(放弃部分载荷) 移航—就位—放桩—预压—升起主体—作业—降下主体—拔桩—提桩—固桩后移航 获得自升式平台主要方式:直接从国外购买引进/购买平台图纸国内建造/自主设计建造 自结构组成:船体升降机构桩腿桩靴专业设备生活模块直升机平台吊机……湿拖+干拖 自升式平台的强度分析至少考虑工况:正常作业工况/迁移../升降..和自存.. 桩腿长度:桩腿设计入水深度,最大工作水深,静水面以上波峰高度,峰隙高度,船体型深,升降室高,余量. 半台设况:1.满载半潜/静水状态,无向上加速度运动;2.满载半潜/静水状态,有向上加速度运动;3.满载半潜/静水状态,有向上加速度运动/大钩有负荷;4.满载半潜/风暴横浪/波峰居中;5.满载半潜/风暴横浪/波谷居中;6.满载拖航/斜浪状态;7.满载半潜/风暴横浪/波谷位于迎浪的前排立柱处/水平横撑破坏;8.满载半潜/风暴横浪/波峰位于迎浪的前排立柱处/水平横撑破坏.关键技术:高效钻井作业系统/升沉补偿系统/定位系统/水下设备/平台设备集成控制. 平台特点:由立柱提供工作所需的稳性;水线面小,固有周期大,不大可能和波谱的主要成分波发生共振,运动响应小;浮体位于水面以下的深处,波浪作用力小.当波长和平台长度处于某些比值时,立柱和浮体上的波浪作用力能互相抵消,平台上的作用力很小,理论上甚至可以等于零.优点:具有极强的抗风浪能力/优良的运动性能/巨大的甲板面积和装载容量/高效的作业效率/易于改造并具备钻井/修井/生产等多种工作功能,无需海上安装,全球全天候的工作能力和自存能力等优点.设计要点:立柱上不设置舷窗或窗;立柱应与上壳体舱壁对齐且连结成整体;立柱应尽可能通过下壳体甲板;立柱/下壳体或柱靴可设计成有骨架支撑的壳体或无骨架支撑的壳体.