典型自升式钻井平台总装建造要点研究

对比分析了自升式钻井平台与一般民用船舶的主要差别,根据国内典型自升式钻井平台总装建造经验,分析了自升式钻井平台结构、系统等8个重要方面的内容。分别总结提炼了桩腿、悬臂梁、升降基础等关键结构的制造工艺流程和要点,阐述了主机、升降、钻井等主要系统的调试工作内容以及重量控制和精度控制的注意事项,为后续自升式平台高效建造提供技术参考。     

桁架自升式钻井平台拔桩过程动力学分析

在自升式钻井平台拔桩过程中,桩腿受力大,尤其是桁架结构的桩腿,不能忽略其弹性对系统运动造成的影响。以桁架自升式钻井平台为研究对象,对拔桩过程中平台主要受力的简化及模拟方法进行了阐述。建立了包括升降系统、桁架桩腿及船体在内的平台动力学模型。利用ADAMS软件对该平台的拔桩过程进行了动力学分析,得到了以不同降船速度拔桩时,桁架桩腿分别设置为刚体和柔性体时平台的运动及振动特性,得出了考虑桩腿弹性对平台运动的影响。为以后自升式钻井平台桩腿及升降系统的设计及其动力学分析提供参考。     

自升式钻井平台圆柱形桩腿维护装置浅析

自升式钻井平台是目前国内外使用最为广泛的钻井平台。自升式钻井平台需要经过升降平台、拖航作业后,到达新的作业区域上。本文研究分析了自升式钻井平台圆柱形桩腿在海上作业期间配备一套升降维修装置的可能性,以实现对桩腿外体涂层进行刷漆维护保养。     

自升式海洋平台升降作业刚柔耦合动力学特性

考虑桩腿柔性对自升式海洋平台升降作业的影响,系统开展平台整体升降动力学研究。针对桁架式和壳体式桩腿两种类型平台分别建立其刚柔耦合虚拟样机,在考虑各阶模态对结构动力响应影响权重基础上,采用DC增益模态截断法研究模型简化方法。研究齿轮齿条接触动力响应及各齿轮间载荷特征时变规律,揭示平台动力性能对桩腿柔性的敏感程度,进一步集成升降控制、监测系统搭建平台升降实验系统,开展穿刺应急工况平台升降动力性能实验验证研究。研究结果表明：刚柔耦合简化模型在确保分析精度基础上可有效提高计算效率,且能准确反映应急升降工况下平台动力学特性;桩腿柔性影响不同升降位置齿轮齿条接触力时变规律及载荷分配差异性,且对壳体式桩腿的影响程度要高于桁架式桩腿。     

自升式钻井平台插桩问题探讨

插桩作业是自升式钻井平台重要的工作之一,也是平台出坞以后进行其他工作和平台迁航到作业地进行钻井作业的前提。在介绍国内、外自升式钻井平台插桩技术现状的基础上,对自升式钻井平台插桩作业问题进行了讨论,包括海洋调查、工程调查、平台的穿刺问题、平台插桩操作过程中的问题及升降锁紧等重要设备的性能分析。指出平台穿刺问题基本上都是对地层的地质结构分析不清,对地层的剪切强度计算存在问题造成的;同时也指出了平台插桩过程中应注意的问题。最后就我国的自升式钻井平台插桩作业技术发展提出建议。     

自升式钻井平台振动的研究

前言近年来自升式钻井平台发展很快,我国已设计制造了四十米水深的自升式钻井平台,还引进了几条九十米水深的自升式钻井平台。这些平台在使用过程中曾发生某些振动问题,如我国引进的九十米水深自升式钻井平台“渤海四号”在二十五米水深钻井时曾屡次发生桩腿悬臂部分的风激振动,这时风流引起的涡旋频率与桩腿的扭转频率相接近,因而产生强烈的颤振现象。     

自升式钻井平台安全作业载荷动态效应的准静态分析

国内外都在加速对海洋油气资源的开发利用,而恶劣的环境则是影响近海自升式平台作业安全的主要因素之一,国外近年来有20多条平台因飓风（台风）沉没或严重受损;国内目前对自升式平台在极限环境条件下的安全性研究较少,在作业中采取了比较保守的策略,加之向海外市场扩张,使我国有限的钻井平台资源供需矛盾日渐凸显。为此,通过运用动态效应的准静态分析法,对钻井平台承受的风、波、流等环境载荷、惯性力和自身载荷等参数进行了计算,同时对其桩腿、升降/锁紧系统、船体等主要结构和预压载性能、桩靴承载性能、抗倾覆性能、最大弹性变形量等主要参数进行了校核,并以现今主流的JU2000E船型自升式钻井平台为例,进行了相关的环境参数的校核演算。该项技术已在中国沿海及海外自升式钻井平台作业市场进行了100余次应用检验。结果表明,准静态分析法的分析过程简捷,评估的准确性高,平台作业的安全性取得了满意效果。     

海上钻井平台升降系统控制方案研究

自升式钻井平台是目前我国海洋勘探中使用最多的一种平台形式。本文从海上自升式钻井平台的结构特点出发,着重就平台升降系统的控制方案进行了研究与探讨。     

自升式海洋平台站立状态下的性能分析

以一桁架桩腿自升式平台为例,通过有限元计算分析,阐述了平台站立状态下几个重要性能的校核方法,包括①桩腿强度;②锁紧系统（升降系统）承载性能;③预压载性能;④桩靴承载性能;⑤抗倾稳性。     

海洋自升式钻井平台桩靴研究

独立插桩式海洋自升式钻井平台能否在海上安全钻井的最关键问题是它的桩靴是否设计合理。阐述了自升式钻井平台桩靴的种类与设计考虑因素。以一个100 m工作水深的自升式钻井平台的桩靴为例,分别对其在预载工况和风暴工况下进行了强度和稳定性的校核,符合标准要求。     

自升式钻井平台桩腿入泥深度计算研究

开展了桩腿与海底土相互作用分析,提出了自升式钻井平台桩腿承载力计算模型,该模型考虑了插桩速度、桩靴上覆土压力、群桩效应等因素的影响.现场应用表明,本文提出的自升式钻井平台桩腿承载力计算模型在预测桩腿入泥深度时具有非常高的准确度,相对误差在10％以内.     

南黄海铁板砂海床插桩问题分析与对策——常州35-2-1井插桩及作业过程分析

南黄海盆地勿南沙隆起西北部海区的海床表层土质为中密实的粉砂质细砂和砂质粉砂 ,俗称铁板砂。自升式钻井平台在这种土层中就位插桩时 ,桩腿插入困难 ,插桩深度很浅 ,但在钻井作业过程中平台桩腿又时常发生下沉现象 ,严重影响钻井作业 ,甚至危及平台安全。通过分析平台桩腿下沉原因 ,结合常州 35 - 2 - 1井作业的实践 (该井在作业中桩腿曾下沉 2 8次 ) ,提出对策和建议 ,为今后类似的钻井作业提供借鉴     

南黄海铁板砂海床插桩问题分析与对策——常州35-2-1井插桩及作业过程分析

南黄海盆地勿南沙隆起西北部海区的海床表层土质为中密实的粉砂质细砂和砂质粉砂,俗称铁板砂.自升式钻井平台在这种土层中就位插桩时,桩腿插入困难,插桩深度很浅,但在钻井作业过程中平台桩腿又时常发生下沉现象,严重影响钻井作业,甚至危及平台安全.通过分析平台桩腿下沉原因,结合常州35-2-1井作业的实践(该井在作业中桩腿曾下沉28次),提出对策和建议,为今后类似的钻井作业提供借鉴.     

自升式平台齿轮齿条升降系统受力分析

齿轮齿条升降机构是自升式平台的重要承载机构,在各种工作状态下起到支撑船体及相关设备的作用,并长时间承受重外载荷作用。以三桩腿齿轮齿条升降式自升式平台为模型,从桩腿内力分析出发,研究齿轮齿条升降机构受力,从而为升降单元安全评价、寿命评估等提供支持。     

渤海自立号平台沉垫防滑桩的设计、安装与搬迁

渤海自立号采油平台是由大沉垫基础的自升式钻井平台改造而成。由于大沉垫式基础在渤海使用曾发生过多次滑移,该平台采用了导流基础结构刚性防滑桩。本文对防滑桩的设计制造、海上安装、起浮搬迁的全过程进行了实践经验的总结。     

渤海自立号平台沉垫防滑桩的设计,安装与搬迁

渤海自立号采油平台是由在沉垫基础的自升式钻井平台改造而成，由于大沉垫式基础在渤海使用曾发生过多次滑移，该平台采用了导流基础结构刚性防滑桩。本文对防滑桩的设计制造、海上安装，起浮搬迁的全过程进行了实践经验的总结。     

齿条对桁架腿水动力特性影响的试验研究

齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动力系数两方面分析齿条结构对桁架腿水动力特性的影响。研究结果表明,齿条结构的存在使得桁架腿的波流载荷和水动力系数有不同程度的增大。因此,在平台设计过程中齿条结构对桁架腿水动力特性的影响不可忽略。所得结论可为自升式海洋平台波流载荷的计算提供数据支持。     

自升式钻井平台横向振动特性研究

将自升式钻井平台(简称钻井平台)桩腿简化为悬臂梁力学模型,研究了钻井平台横向振动特性,建立了较为简便的钻井平台横向振动周期、频率及振幅计算方法;利用得到的钻井平台横向振动特性计算式,对海洋石油钻井作业所用三桩腿、四桩腿钻井平台进行了横向振动特性值计算,并对振动周期、频率计算结果进行了分析;研究了钻井平台横向振动影响因素,并且提出了相应的改进思路及措施,这对指导海上钻井平台操船作业具有重要意义。     

自升式海洋平台桩腿桩靴有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS、Workbench,对自升式海洋平台桩腿桩靴进行在极端工况下的静力、模态、波流耦合等分析。利用理论基础对桩腿桩靴受到的各种海洋环境载荷进行计算分析,并结合中海油能源发展股份有限公司采油服务公司及中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》的实际数据,对其数值解和理论值进行比较分析,以验证有限元方法求解的可靠性。研究结果对于提高自升式海洋平台桩腿桩靴质量有显著意义,并可为现场应用提供借鉴。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。