深水半潜式钻井平台的设计和建造研究

半潜式钻井平台具有极强的抗风浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积与装载容量和更高的作业效率等特点,在深水能源开采中具有其他形式平台无法比拟的优势。以上海外高桥造船有限公司建造的深水半潜式钻井平台“海洋石油981”为例,对在建造过程中主要应用的有限元数值计算、超高强度钢焊接、平台码头系泊抗台风、减震降噪、重量控制等工作进行了总结,为今后工作积累经验。     

深水半潜式平台概要建造方案

结合国内一典型船厂的设施和设备情况以及深水半潜式平台总体建造技术的特点,讨论了深水半潜式平台的概要总体建造方案,重点阐述了深水半潜式平台相对较大尺寸而带来的结构总体建造方法、大跨度立柱和上部结构的合拢方法、高强度和超高强度钢的焊接技术.对于船厂如何利用现有基础建造这种高附加值平台,提出了可供借鉴的总体建造方案.     

深水半潜式钻井平台设计谁主沉浮

半潜式钻井平台是由坐底式钻井平台演变而来,世界第一座半潜式钻井平台建成于1961年。随着海洋石油开发由浅海向深水甚至超深水进军,半潜式钻井平台凭借其自身对恶劣海况的适应     

基于GTN损伤模型的Q690钢及其对接接头断裂性能评估

[目的]Q690高强度钢作为半潜式起重拆解平台的特殊部位用钢,评估其焊接接头的断裂强度,是研究平台结构断裂力学行为及运营寿命的基础.[方法]首先,对Q690高强度钢及其对接接头进行轴向拉伸试验,获得对应的应力?应变曲线;然后,基于GTN模型,构建Q690高强度钢及其焊接接头的拉伸断裂曲线方程,其中GTN损伤模型的计算参...     

一种超深水半潜式钻井平台钻井系统总体设计和布置方案

超深水半潜式钻井平台是深水海洋油气资源开发的重要装备。本文总结第七代超深水半潜式钻井平台参数需求,结合钻井系统总体布置要求,总体分析钻井各核心子系统的布置,最终形成一套超深水钻井系统总体布置方案,为超深水钻井平台钻井系统的工程设计提供参考。     

超深水半潜式钻井平台双井架钻机关键作业工艺分析

结合双井架钻机作业特点以及超深水半潜式钻井平台钻机配置要求,进行超深水半潜式钻井平台双井架钻机布置方案设计。在此基础上,对双井架钻机关键作业工艺进行分析,形成一种适合超深水半潜式钻井平台双井架钻机的钻杆、套管以及隔水管处理工艺和钻井作业工艺。分析结果可用于指导钻机系统设备配置选型,确定双井架钻机作业过程的载荷,指导双井架的设计,指导现场作业施工。     

超深水半潜式钻井平台钻井系统选型配置研究

文章针对超深水半潜式钻井平台钻井系统总体布局及作业工艺,在确定主要技术参数的基础上,对物料处理系统、游吊系统、旋转系统、钻柱升沉补偿装置、隔水管张紧系统、井架及钻台等核心部件的关键参数进行分析计算,提出了适用于超深水半潜式钻井平台的钻井系统配置方案,同时可为超深水海洋钻机设计提供参考。     

平台桩腿齿条焊接裂纹的防止

齿条是自升式钻井平台桩腿结构中最重要的部件之一,它的材质一般为调质高强度热处理钢,尤其是牌号为AISI 8730钢的齿条,含碳量较高,可焊性更差,焊接热影响区硬化性能和焊接裂纹的敏感性都较高,因此防止齿条焊接裂纹的产生是自升式钻井平台桩腿施工中需解决的技术关键之一。     

自升式钻井平台桩靴裂纹修理分析

自升式钻井平台的桩靴和桩腿大量采用如ASTM A517GR.Q、EQ56等低合金高强度的钢材料制造而成,其焊接质量的好坏直接关系着平台的运行安全。文章分析了ASTM A517GR.Q齿条钢的可焊性,介绍了海洋石油941、海洋石油935桩靴裂纹修理工艺以及施工过程,总结了自升式钻井平台桩靴裂纹修理的难点。     

基于波浪载荷预报的半潜船吊机基础结构分析

基于波浪载荷预报理论和有限元理论,对一艘深水半潜式起重铺管船吊机基础结构进行了结构分析,并采用SESAM程序对吊机在极端载荷工况下进行了准静态的有限元分析,参考了ABS相关规范规定的应力衡准对主起重机底座附近结构进行了强度校核,验证了高强度钢在深水半潜式工程船舶应用的可行性。     

深海半潜式钻井平台上部船体极限承载力分析

新一代半潜式钻井平台趋于采用节点少、无撑杆的简单结构外形。由于其在深海作业往往面临极其恶劣的海洋环境,因此平台结构的安全性显得尤为重要。ABS MODU规定要考虑半潜式平台在横撑结构失效后的剩余强度问题。文章基于有限元分析软件Abaqus,采用准静态法计算分析横撑失效后上部船体结构在横开、横关两种载荷模式下的极限承载能力;同时,基于"面积涂抹"技术对模型进行简化,而后计算简化模型的极限强度并对简化方法进行了讨论。研究成果可对新型半潜平台结构设计提供参考,也可为大型结构极限强度计算有限元简化计算提供借鉴。     

半潜式钻井平台承载力极限状态设计

以半潜式钻井平台为研究对象,研究承载力极限状态设计方法的应用。文中首先介绍了承载力极限状态、分析方法、强度衡准;然后基于非线性软件ABAQUS,以加筋板架为研究对象,对其极限强度有限元数值仿真的分析方法、初始变形影响、结果分析技术等进行研究,总结形成数值仿真分析技术。在此基础上,分析半潜平台结构模型、载荷模型、边界约束等,研究目标平台在横向分离、纵剪、纵扭三种变形模式下的极限承载力及变形模式;分析等效模型、加筋模型对计算结果、计算效率的影响,提出半潜式平台极限强度工程化数值分析技术。最后,基于部分安全系数准则提出完整半潜式平台结构极限强度衡准,并对目标平台进行评估;总结形成半潜式钻井平台基于承载力极限状态的结构设计技术。     

半潜式平台总体强度计算和关键结构极限强度计算方法研究

给出了基于ANSYS/AQWA软件的半潜式平台整体强度分析方法,采用逐步破坏分析法和有限元计算方法,计算半潜式海洋平台关键节点和关键构件极限强度。以一典型深水半潜式平台为对象,进行了自存工况和作业工况下8个典型危险波浪载荷条件下的平台整体强度有限元分析,选取应力最大的横撑和立柱局部结构作为计算模型,确定合理的边界条件,通过计算给出了半潜式平台关键节点和关键构件的极限承载力,为下一步平台结构的安全性评价提供可靠依据。     

深水半潜式钻井平台波浪载荷预报与结构强度评估

采用理论分析和模型试验相结合的方法,对一深水半潜式钻井平台进行了波浪载荷预报和结构强度评估,进而为平台结构设计提供了参考依据.同时,对半潜式平台波浪载荷预报和结构强度评估的分析方法和流程进行了归纳与总结.     

中国南海ASDD深水试验井中的锚泊设计与作业(英文)

Mooring systems play an important role for semi-submersible rigs that drill in deepwater.A detailed analysis was carried out on the mooring of a semi-submersible rig that conducted a trial well drilling at a deepwater location in the South China Sea in 2009.The rig was 30 years old and had a shallow platform with a designed maximum operating water depth of 457 m.Following the mooring analysis,a mooring design was given that requires upgrading of the rig’s original mooring system.The upgrade included several innovations,such as installing eight larger anchors,i.e.replacing the original anchors and inserting an additional 600 m of steel wires with the existing chains.All this was done to enhance the mooring capability of the rig in order for the rig to be held in position to conduct drilling at a water depth of 476 m.The overall duration of the drilling was 50 days and the upgraded mooring system proved to be efficient in achieving the goal of keeping the rig stationary while it was drilling the trial well in the South China Sea.This successful campaign demonstrates that an older semi-submersible rig can take on drilling in deep water after careful design and proper upgrading and modification to the original mooring system.     

半潜式钻井平台总段吊装强度数值计算

半潜式钻井平台因结构复杂和设备繁多,对建造周期提出了更高的要求。实现总段吊装大型化,提高吊装前的预舾装程度,这对提高生产效率、缩短平台建造周期、降低平台建造成本具有十分重要的意义。应用有限元数值计算分析技术,对吊装状态下平台大型总段的结构响应(应力与变形)进行研究,通过分析各总段构件的结构强度,对吊装方案进行评估,并对平台大型总段吊装提出一些建议和措施。     

深水半潜式平台大型生活区结构强度研究

结构安全是保证深水半潜式钻井平台在恶劣海况、复杂载荷作用下正常作业的基本前提,而大型生活区往往因参与平台总强度而发生结构损伤,开展对生活区危险区域结构强度和位置布置研究是半潜式平台安全作业运营的重要保障。采用随机性设计波方法确定波浪参数,开展含生活区的半潜式平台结构响应计算和变形分析,总结主导生活区高应力区域的典型波浪载荷工况。通过横向和纵向布置位置对比分析,总结生活区参与平台总强度的规律。结果显示,主导生活区结构强度的典型波浪载荷工况为中纵剖面扭矩和中纵剖面剪力工况;当生活楼前侧围壁与平台首部侧围壁齐平时,参与平台总强度程度较大;生活楼长度增加会增大其参与平台总强度程度;生活楼的长度应避免与平台立柱内侧板的间距相当;分析结果可为半潜式平台生活区设计提供技术支持。     

基于蒙特卡洛模拟的半潜式平台极限强度可靠性研究

半潜式平台是世界深海钻井的主要装备。我国南海的平均水深较深,油气资源丰富,自主掌握半潜式平台设计建造技术势在必行。结构的极限强度是半潜式平台所能承受载荷的上限值,充分考虑极限强度计算中的不确定性,并对其极限强度进行评估对于结构的安全而言具有重要意义。采用Smith法计算半潜式平台极限强度,用蒙特卡洛模拟对半潜平台极限强度计算中的不确定变量进行离散,然后将离散后的均匀随机数代入Smith法中,通过大量的循环计算得到半潜平台极限强度的概率密度曲线。通过与半潜平台极限强度名义值进行比较,发现变量的不确定性对半潜式平台极限强度影响较大,名义值不能真实地反映半潜式平台的承载能力。     

半潜式钻井支持平台在不规则波中的时域耦合分析

基于三维势流理论和莫里森方程,运用水动力软件AQWA,计算半潜式钻井支持平台的水动力特性。同时运用时域耦合方法,计算了风、浪、流共同作用下,半潜式钻井支持平台在三种工况(迎浪、斜浪和横浪)下的运动响应及系泊系统动力响应。时域耦合分析结果验证了该钻井支持平台满足规范要求。