海洋钻井平台铁钻工主要结构形式浅析

doi:10.16576/https://www.wendangku.net/doc/f919156979.html,ki.1007-4414.2015.05.006

海洋钻井平台铁钻工主要结构形式浅析

*

吴爱萍,赵世刚,刘翠洁,张　建

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,山东青岛　266520)

摘　要:铁钻工是海洋钻井平台管子自动化处理装置的组成部分之一,能实现对钻具的上二卸扣作业,有效提高管子处理的自动化水平三介绍了铁钻工上二卸扣的工艺流程,并根据运移装置的不同,对国内外现有铁钻工的主要结构形式进行了归类,对各类铁钻工的特点进行了分析三关键词:铁钻工;海洋钻井平台;管子处理;运移装置

中图分类号:TE928 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2015)05-0016-02

Analysis on Main Structure Forms of Iron Roughneck in the Offshore Drilling Platform

WU Ai-ping ,ZHAO Shi-gang ,LIU Cui-jie ,ZHANG　Jian

(Qingdao Branch of Lanzhou Lanshi Energy Equipment Engineering Research Institute Co.,Ltd ,Qingdao Shandong　266520,China )

Abstract :As component of the automatic pipe handling device ,the iron roughneck can make up and break out the drill string connection ,thus the iron roughneck can improve the automation level of pipe handling effectively.This article introduces the

technological process of making up and breaking out the drill string connection ,then classifies the main structure forms of ex?isting iron roughneck according to the different moving devices ,and analyzes characteristics of these kinds of iron roughnecks.Key words :iron roughneck ;offshore drilling platform ;pipe handling ;moving device

0　引　言

在钻二修井过程中,铁钻工能够安全有效实现钻具的上二卸扣作业,是石油钻机钻井工艺过程必备的设备之一[1-2]三目前,海洋钻井平台一般均配备两套铁钻工,分别用于井口与鼠洞的管子作业,同时作为冗余设计,一套设备出现故障,另一套仍可替代其工作,降低故障风险三

1　铁钻工上卸扣工艺流程

铁钻工主要由底座二运移装置二钳体(旋扣钳二扣钳二背钳,如图1所示)二液压系统二控制系统等几部分组成

三

图1　铁钻工钳体示意图

铁钻工处理的管子对象主要有钻杆二钻铤二小管径套管等,以钻杆为例,其上扣作业流程具体如下:上下钻杆对接后,铁钻工运移装置运送钳体到达工作位置,闭合背钳固定下钻杆接箍(母接头),闭合旋扣钳

夹紧上钻杆,启动液压马达进行旋扣,达到设定扭矩后停止并张开旋扣钳,同时闭合扣钳夹紧钻杆接箍(公接头),通过液缸推动,旋紧钻杆,上扣完成[3]三

旋扣过程中钳头的相对位置发生变化[4],故设计调节机构,补偿螺纹行程三卸扣过程中,背钳固定钻杆接箍(母接头),由扣钳冲开旋合的螺纹,然后再由旋扣钳旋开螺纹完成卸扣[3]三

2　国内外铁钻工主要结构形式

目前,国外市场上海洋钻井平台用铁钻工产品技术成熟二类型广泛二系列全面,如美国NOV 公司设计生产的AR二ARN二ST二MPT 系列铁钻工,挪威Aker Kvaerner MH 公司主推的动力钳系列铁钻工,美国

TSC 公司推出的IRN二IR 系列铁钻工,加拿大Canrig 公司的TM 系列铁钻工产品等三

国内也有多所厂家开始研制海洋钻井平台用铁钻工产品,如宝石石油机械公司研发的TZG 93/4-140S二TZG 20-200G 铁钻工二宏华石油设备公司生产的LM-120铁钻工二南阳二机石油装备公司生产的手

臂式铁钻工二江苏如石机械公司研发的ZQF216-110铁钻工二辽宁陆海石油装备研究院设计的TZG-130I 铁钻工等,且多数厂家已完成上述样机的试制三

海洋钻井平台应用各种铁钻工钳体的结构原理基本类似,只是运移装置有所差异,根据运移装置的不同,现将海洋钻井平台用铁钻工分为手臂式铁钻

四

61四研究与分析

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:2015-08-13

作者简介:吴爱萍(1989-),女,山东安丘人,助理工程师,主要从事石油机械的研发设计工作三

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

浅谈海洋平台钻井设备的安装

浅谈海洋平台钻井设备的安装 发表时间：2017-10-16T17:56:28.570Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：李金英 [导读] 摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。 世特（天津）海洋工程有限公司天津市 300467 摘要：海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一，目前已在世界范围内受到了普遍关注，吸引了许多国家加大对海洋油气钻井设备的投入。本文从海洋平台钻井设备的安装特点出发，介绍了设备的安装形式、安装工艺以及注意事项，有助于从业人员了解和掌握海洋钻井设备的安装。 关键词：海洋平台；钻井设备；安装 1 海洋钻井系统的主要设备 钻井系统主要设备通常由以下几个部分构成：（1）结构系统，包括钻井平台、水下结构、井架；（2）补偿和张紧系统：主动升降补偿器、天车补偿器、直接作用张紧器；（3）提升和旋转系统：电动绞车、钻井钢丝绳、天车、钻井钢丝绳滚筒、顶部驱动、液压转盘等；（4）管子处理系统：管件甲板搬运机、管子输送器、井中心铁钻工、泥浆筒、抓管鹰、鼠洞、吊桥、指梁、隔水管运送机、钻杆输送机、隔水管输送机、钻台操作臂等；（5）防喷器和采油树运送系统：防喷器撬块、防喷器运输台车、采油树吊、采油树撬块、采油树运输台车、舱顶/舱底导向装置等；（6）钻井控制和监视系统：设备控制/可编程控制器、钻井显示系统、数据采集、演示/控制系统、必要的计算机硬件，钻井控制舱等；（7）钻井泥浆系统：泥浆搅拌设备(大料袋切割器、平行升降台、泥浆漏斗、离心泵、大缓冲罐供料器等)、泥浆处理设备(除气器、搅拌器、泥浆枪、泥浆罐清洁机等)、泥浆泵等；（8）钻井水泥系统：水泥撬块单元、水泥罐、水泥稳压罐等；（9）杂项：万向工作车、绞盘、马达控制中心等。 2 海洋钻井设备的安装特点 海洋钻井模块为了适应各种恶劣气候和风浪的袭击，机械设备的安装具有以下特点。 2.1布置空间有限 海洋平台位于海上，布置空间相对有限，因而必须对设备进行合理布置,以在有限的空间实现配置的最优化。安装设备时,除了要考虑钢结构支撑的强度外，还应做到定位精准，确保管线将物料有序地传输到位，从而保证机械设备的正常运行。 2.2安装定位点特殊 海洋平台机械设备一般都定位于结构梁上，主要是基于以下几方面的考虑：便于力的传递，满足刚度和强度的要求；减少振动、降低噪声，避免设备振动较大时甲板与结构梁发生开焊；有利于设备的安装调平；鉴于海洋环境湿度大，且腐蚀性较强，设备定位于结构梁上，可有效减缓腐蚀，从而延长设备的使用寿命。 2.3可移动式安装 由于海上平台建造费用高、使用周期长，采用可移动式安装，可便于设备的定期维修。对于那些仅在前期钻井作业中使用的设备可进行租赁，对于这类设备采用可移动式安装，既可保证设备的完好性，又减少了安装拆卸的工作量。提高工作效率的同时，又节省了费用。 3 设备安装前的准备工作及安装工艺 3.1安装前的准备工作 设备安装前的准备工作一般应包括以下几点： 设备的入库检查：通常船厂会安排专业的设备管理员来负责，由设备管理员按照制造商的装箱单来一一核对是否有缺少部件，再仔细检查包装和外观，如有不全或损坏，应及时拍照并记录，交予船东或制造商来处理并存档。 准备设备的吊装方案，包括起吊设备和安装路径等。根据各个设备不同的特性、外形尺寸等来制定相应的方案并加以讨论和确认。根据最终确认的方案来准备要使用的各种材料和工具。 3.2设备的安装工艺 根据产品规格书，仔细了解制造商在规格书中提出的安装要求，再对施工人员进行详细的施工交底，制定相应的安装工艺。安装工艺一般应包含：设备的定位、安装底座与设备的接触面的平整度、底座的螺丝按要求上紧到一定的力矩、间隙的调整以及其他附件的安装等。 设备安装工作不是一项单独的工作，而是贯穿模块钻井建造全过程、关联全部系统的。设备安装有结构部分的支撑需求，有油、水、电、气的运行和传输需求。安装时，对设备底座的尺寸、结构探伤、钢材涂装都有严格的质量要求。要根据设备的安装形式来确定基座形式，可根据设备特性采取垫板、工字梁等结构。在连接方式上可采用螺栓连接、焊接等方式。在设备安装后要进行尺寸检验，从纵、横和轴向等方向测量，对连接位置进行磁粉、渗透、超声波等无损探伤。此外，对管线、电缆的位置、尺寸、接口形式和软连接等也有要求。在制定施工方案时，要考虑到设备的大小、外形及不同的安装位置，从而决定各设备的安装时间。比如舱室中的大型设备，则必须在结构封闭之前先进舱室。 4 设备的安装形式 设备安装时应定位准确、满足强度要求、能承受钻井模块运行的各种工况。按照设备的空间定位，设备的安装形式可分为基座式、悬吊式和嵌入式三种。 4.1 基座式 基座式即设备定位于平台基准面上的安装形式。采用这种安装形式的设备分为静设备和动设备两种。静设备主要包括管汇、常压容器、分离器、油水处理等成撬设备，安装时可直接安装在甲板上；动设备主要包括压缩机、发电机组、泵类设备、锅炉等，安装时，需要考虑调平、减震等方面的要求。 4.2 悬吊式 设备安装在空中的安装形式即为悬吊式。通常采用三角支架或“口”字形吊架与结构梁连接，完成对设备的安装固定。采用悬吊式安装

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。

海洋钻井平台防腐涂装方案

海洋钻井平台防腐涂装方案 一. 海洋钻井平台采用的有机涂料防腐方法海上钻井平台涂料，在品种与长效船舶涂料有很多类似之处，海洋平台涂料保护的具体要求是：涂料与钢材表面及各道涂料之间有良好附着力，老化性能好，耐盐雾性能好，耐海水性能好，能形成适当弹性的涂层，满意的表面处理、油漆涂装和固化条件， 以及能与阴极保护配套使用等。又海洋平台涂装面积大，一般海洋钻井平台在100000平方米以上，而且从维修的观点，要求涂料使用周期越长越好。涂装配套根据腐蚀部位海洋钻井平台可分三个部位：大气区、飞溅区和全浸区。 1．海洋平台大气区的涂料保护大气区是平台腐蚀较轻微的部位，比其他部位维修方便些，但比船舶与岸边的结构还是困难得多。所选用的涂料品种亦采用高性能的。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆75μm 2 冷固化环氧中间漆200μm 2 丙烯酸聚氨酯面漆60μm 合计 5 335μm 2．海洋平台飞溅区的涂料保护飞溅区是海洋平台结构腐蚀最严重的区域，它经受海洋大气与海水浸渍的交替作用，海浪与冰块的冲击，锚链和水面飘浮物体的磨损，以及其它工作辅助船停靠的碰撞与摩擦。而且飞溅区在维修时表面处理进行喷砂与涂装非常困难，因此平台飞溅区的涂装设计必须考虑今后维修与涂装的方便，并适当地对钢材厚度增放一定的腐蚀余量，必须采用

高性能涂料。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌硅酸盐底漆75μm 4 厚浆型环氧沥青涂料500μm 合计 5 575μm 3．海洋平台全浸区的涂料保护海洋平台全浸区的腐蚀速度比大气区严重，但比飞溅区要轻得多。海洋平台全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护，而很少单独采用涂料保护，原因是目前防锈、防污涂料使用期限最长为5－8年左右，不可能成为海洋平台永久性的保护涂层。一般涂装配套（外加牺牲阳极保护）是：道数涂层干膜厚度涂层结构 1 无机锌底漆70μm 2 氯化橡胶防锈底漆100μm 2 防污漆200μm 合计 5 370μm 二. 海洋钻井平台采用的锌加防腐方法海洋钻井平台是海洋设施中既庞大又复杂的钢铁结构物，造价很大。一般平台要求使用期限为30－50年，并且又处于海洋恶劣环境，而且固定式平台不能象船舶一样进坞修理。因此防止海上钻井平台的腐蚀，对平台的使用与安全是一件十分重要的任务。目前海洋钻井平台钢结构常用的防腐方法是采用有机涂料配套系统（在全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护），采用有机涂料配套系统虽然价格便宜但不能为海洋钻井平台钢结构提供长期防腐效果，同时将来维修困难，为了延长海洋钻井平台使用期限向业主和设计院推荐一种比利时ZINGAMETALL公司生产的特殊镀锌系统

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 -

海洋平台

海洋平台的现状和发展趋势 作者：荆永良 引言 海洋平台对海洋资源的开发和空间利用的发展，以及工程设施的大量兴建，对人类文明的演化将产生不可估量的影响。 正文 1、海洋平台技术概述 海洋工程项目是一个庞大的科技系统工程，而主要针对海洋石油开采而言的海洋工程装备包括油气钻采平台、油气存储设施、海上工程船舶等。这其中的海洋平台是集油田勘测、油气处理、发电、供热、原油产品储存和运输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工作基地。 海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，特别是与陆地采油设备相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，台风、海浪、海流、海冰和潮汐还有海底地震对平台的安全构成严重威胁。与此同时，由于环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、构件材料老化、缺陷损伤扩大以及疲劳损伤累积等因素都将导致平台结构构件和整体抗力逐渐衰减，影响平台结构的服役安全性和耐久性。因此，海洋平台的设计与制造只有在一个国家的综合工业水平整体提高与进步的基础上才能完成。 2、海洋平台的类型分类 （1）、按运动方式可分为固定式与移动式两大类(如图） (2)、按使用功能的不同可分为钻井平台、生产平台、生活平台、储油平台、近海平台等。 3、海洋平台的发展及现状 3.1国内海洋平台的发展及现状 我国海洋工业开始于60 年代末期，最早的海洋石油开发起步于渤海湾地区，该地区典型水深约为20 m。到了80 年代末期，在南中国海的联合勘探和生产开始在100 m 左右水深的范围内进行，直到现在，我国的油气勘探和开发工作还没能突破400 m 水深。近年来，石油、石油化工装备工业以我国石油和石油化工工业为依托，取得了长足的发展。尤其是近年来世界各国对石油能源开发的重视和原油价格的飚升，更是极大拉动了国内海上平台设备制

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

钻井平台设备详解(1)

钻井设备- Swivel & Top driver 前面我们已经知道了，钢丝绳穿过定滑轮组和动滑轮组，动滑轮组因此 可以上下自由的运动。但是问题出来了，上下垂直方面可以很方便的运动，但 是我们钻井，还需要旋转的力，也就是钻杆是旋转的，我们的滑轮组不可能跟 着一起转，否则之间的钢丝绳估计会绞得像麻花。 这是swivel的其中的一个作用，同时我们也知道，钻井需要钻井液，试 着想一想，钻杆在哪里高速的旋转着，我们如何把钻井液-泥浆送到钻杆的中空的空间去呢？这是swivel的另外一个重要作用- 泥浆进入钻杆的最初的通道。如下图，泥浆经高压软管—鹅颈管goose neck—进入swivel。 要起到以上两个作用，swivel的结构就基本上知道一二了。如下面的 彩图， 在swivel的本体中，下部的杆swivel stem通过滑动轴承-锥形和本体 形成相对运动，本体同时承受侧向力和向下的拉力。同时杆的顶部和本体上部 形成密封空间，泥浆经鹅颈管进入此密封空间，在经空心的杆进入钻杆。空心 杆下部为API螺纹接头，可以和钻杆拧接。 好了，我们现在可以把swivel改造一下---给它加上能够使swivel stem旋转 的动力。 如何改造，很简单，加电机和齿轮。怎么加？ 我们可以想象一下，既然要使swivel stem旋转，那么我们在swivel stem上加一个大的齿轮，如同汽车的轮子一样，中间杆是swivel stem，轮子是齿轮。在齿轮的一侧再加一个由电机带动的齿轮，它们啮合在一起。这样一来，swivel stem就可以在电机的带动下旋转起来。同样地，为了平横侧向力，

以及增加旋转的扭矩，在齿轮的另一侧也加一个电机带着的齿轮。下图是齿轮箱： 然后加上必要的润滑设施和结构部分，以及导向机构。它有了一个新的名字Top driver，也叫power swivel。很显然，Top driver与swivel的区别，swivel是它的一部分。 事实上，Top driver 要比上面写的复杂的多。 除了swivel以外，它还包含以下几个部分： 1.pipe hander – -用于处理钻杆。

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

海洋钻井平台扫盲

巨型海洋钻井平台 ——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台 工程总投资：60亿元 工程期限：2008年——2011年 大型海洋石油钻井平台堪称海上巨无霸，其使用的平台作业吊钩比人还高。 目前，世界上已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及3000米以下的海底。有数据显示，深海能源储量将是陆地能源储量的100倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的处女地。 2009年4月20日上午，我国海洋工程装备制造标志性项目——世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，在上海外高桥造船有限公司顺利下坞，进入关键的搭载总装阶段。这是我国首次自主设计、建造的当今世界上最先进的深水半潜式钻井平台，不仅填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白，而且对于加速我国进军世界级海洋工程装备开发、设计和制造领域，提升我国深水作业能力，具有重要的战略意义。 这座深水半潜式钻井平台的拥有者是中国第三大石油集团——中国海洋石油总公司，由中国船舶工业集团公司708研究所和上海外高桥造船有限公司联合承担详细设计与生产设计，由上海外高桥造船有限公司承建，是我国实施深水海

洋石油开发战略的重点配套项目之一，也是“十一五”期间国家重点“863”项目之一，并作为拥有自主知识产权的重大装备项目纳入国家重大科技专项。 上海外高桥造船厂承建的世界第六代3000米深水半潜式钻井平台，造价60亿元人民币。 海上巨无霸 2008年4月29日，这座第六代3000米深水半潜式钻井平台在上海外高桥造船有限公司开工兴建。这是中国继1983年成功自主开发“勘探3号”大型半潜式钻井平台后，时隔20多年再次斥巨资设计建造新一代深水半潜式钻井平台。 该钻井平台自重30670吨，甲板长度为114米，宽度为79米，甲板面积相当于一个足球场大小，从船底到钻井架顶高度为130米，相当于43层的高楼，电缆总长度650公里，相当于上海至天津的直线距离。在主甲板前部布臵可容纳约160人的居住区，甲板室顶部配备有包含完整消防系统的直升机起降平台，可起降Sikorsky S-92型直升机。 这座平台具有多项自主创新设计：如平台稳性和强度按照南海恶劣海况设计，能抵御200年一遇的台风；选用大马力推进器及DP3动力定位系统，可以在45海里/小时的风速下正常作业，在109海里/小时的风速下生存。在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大可变载荷达9000吨等；可在中国南海、东南亚、西非等深水海域作业，其最大作业水深3050米，钻井深度10000米，设计寿命30年，入美国船级社（ABS）和中国船级社（CCS），计划于2010年底交付。该项目总造价近60亿元人民币，堪称海洋工程领域的“航空母舰”。 深海石油作业是国际上公认的海洋石油工业的前沿战略阵地，其核心技术一直由欧美少数国家所掌握。我国的海洋石油开发长期以来受技术水平所限只能在近海进行，如今这一情况将得到根本性的转变。作为目前国内设施最先进、综合实力领先的造船企业，上海外高桥造船有限公司一直致力于先进海洋工程装备

海洋平台设备图解

平台设备图解 本帖对平台设备进行介绍，在此，感谢博研朱志军的分享，其提供了这么详细的设备图解与文字编辑！图片有来自网络，在此声明感谢。 bull nose 用来封住casing string的钢板（焊在下端部），球面形或半椭球形，像个牛鼻子。 有的直接用个带螺纹的塞子塞住的。 好像是用来做泥浆循环实验。 cat head 在drill floor上的cat head用来辅助吊sand line的，如下图红色的cat head，顶部的轮子下面有个液压泵，旁边的轮子可以像合页一样转动，用来调整拉拽的角度。

还应该有根钢丝，一端绕过旁边的轮子和顶部的轮子，固定在另一端（和旁边轮子对过的一边），使用的时候顶部的轮子在液压泵的推动下向上移动，钢丝的来拽距离是上面轮子移动距离的两倍。 这种形式的cathead目前广泛应用在平台和钻井船上。

cat walk 在船上的catwalk大家都知道的吧，在平台上也有类似的结构。 在钻井系统中指的是和vee-door下面的pipe ramp链接的窄长平台，用来运送钻井所需的工具、管子等这个图是陆地上catwalk。图中是工人在上面选管子准备运到drill floor上。 finger board 在derrick上用来扶持接好的drill pipe和coller的。 因形状像人的手指而得名。 这是陆地上的derrick。

在平台和钻井船上，finger board是在derrick的里面的。见下图这些大手指上还有些小手指，管子运过来的时候会自动打开，（图中正在打开，管子放好后会关闭）有了这套系统，就不需要monkey board了。这套系统既节省的大量时间，又不需要很多劳动力，据说可以提高25％的效率，而造价只占整个rig的1％。 fox holefox hole的作用类似mouse hole，都是放管子准备接起来的，区别在于他有slips，还有在结构方

钻井设备

钻井设备

钻井设备- Belly board & Finger board 严格地来讲，Belly board 和 Finger board 似乎更像是一种结构，只不过它有一部分运动部件。 它们是什么？有什么用？ 我们已经晓得了为了提高钻进的效率，钻井工人都会把3根钻杆（也叫一个stand）先连接起来，竖直放在钻井甲板上的一个区域上，这个区域叫setback area。现在一个问题就出来了，钻杆和套管是圆柱形的，如果就那么靠在井架上，肯定很容易倒，出现伤人事故。怎么办？首先我们就会想到，如果把钻杆或套管的上部固定住，那么就不会倒了。那么怎么固定呢，而且固定后，它们还要很容易地取出来？ 一起来看看它的结构，Finger board的图片如下（图片来源于网络）：

Belly board 与 finger board 不同的是，他们的所处的位置不同，belly board 位置低一些，正好能够卡住pipe stand的在“腹部”，形象地有了这个名字。Finger board卡住的是stand 的“脖子”。我还在奇怪它为什么不叫 Neck board 。 很显然，它们主要有以下几个部分组成：

1、结构部分，上图除了“红色指头”的白色部分，它起到支撑钻杆，安装finger。 2、Finger，“机械指头”，它们由小小的气缸驱动打开，弹簧关闭。可以看看下面的图片，仅供参考。 3、电磁阀组控制系统。

除了卡住钻杆用的，类似的这种结构也用来卡住 其他的竖直放立的圆柱形的物体，如套管 casing，隔水套管 riser。它们的名字都叫 Finger board 钻井设备- Swivel & Top driver 什么是swivel？前面我们已经知道了，钢丝绳穿过定滑轮组和动滑轮组，定滑轮组因此可以上下自由的运动。但是问题出来了，上下垂直方面可以很方便的运动，但是我们钻井，还需要旋转的力，也就是钻杆是旋转的。我们的滑轮组不可能跟着一起转，否则之间的钢丝绳估计会绞得像麻花。 这是swivel的其中的一个作用，同时我们也知道，钻井需要钻井液，试着想一想，钻杆在哪里高速的旋转着，我们如何把钻井液-泥浆送到钻杆的中空的空间去呢？这是swivel的另外一个重要作用- 泥浆进入钻杆的最初的通道。如下图，泥浆经高压软管—鹅颈管goose neck—进入swivel。 要起到以上两个作用，swivel的结构就基本上知道一二了。如下面的彩图，

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/f919156979.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