《海洋石油平台设计》.docx

目录
第1章海洋平台总体介绍 1
海洋平台发展历史 1
导管架平台的出现 1
2
3
3
4
自升式平台的出现 4
自升式平台 5
钻井船的出现 5
6
半潜式钻井平台的发展 7
7
牵索塔和铰接塔平台的出现 8
9
9
张力腿平台的出现 9
10
SPAR平台的出现 11
Spar平台 12
重力式平台的出现 13
固定重力式平台 13
第2章海洋导管架平台整体结构分析 14
ANSYS软件介绍 14
15
平台模型工程实例基本数据 15
导管架平台结构特点 16
17
波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 23
结构整体静力分析 23
24
导管架平台整体结构模态分析 25
结构模态计算 25
观察模态分析结果 26
波浪作用下平台结构瞬态动力分析 27
瞬态动力分析 27
第3章平台桩腿与海底土相互作用模拟 31
32
34
附一:导管架平台整体结构分析代码 42
附二:平台桩腿与海底土相互作用模拟代码 50
第1章海洋平台总体介绍
海洋平台发展历史
人类最早的海上石油开采,可以追溯到1887年。在加利福尼亚南部圣巴巴拉附近海域,人们采用木质结构钻塔实施钻井(在海里打桩建造码头,在码头上钻井,而后又发展成在海里修建木头栈桥,在栈桥上钻井)。1920年,委内瑞拉在马拉开波湖发现油田。~ 。为开采湖底石油,建造了木结构石油钻井平台,它被认为是世界上第一座固定式海洋平台。1930年,前苏联在里海巴库地区采用人工岛的方式钻井和采油。
导管架平台的出现
科麦吉石油公司于1947年在墨西哥湾路易斯安娜地区14英尺水深中,建造了世界上第一座钢结构固定平台,在上面安装了离岸油井。该公司采用固定平台和浮式驳船相结合的方法,钻机安在平台上,其它设备安在驳船上。这样,就只需要建一座小平台。建平台的合同给了布朗路特公司。这家公司在井位上打了3 根试验桩,经过测试,每根直径24 英寸的钢桩,打入海底104 英尺,可以承受48 吨载荷。他按科麦吉的设计,打16 根钢桩和6 根经过防腐处理的木桩,打入海底69 英尺,把上部平台支撑在低潮位以上20 英尺的高度,*。钢桩和木桩分别支撑平台的两个部分。
这一事件标志着当代海洋油气开发工业的开端,到1949年时,在美国墨西哥湾已经开发了11个油气田、共计44口勘探井。
自从美台以来的50年里,海洋油气业出现了很多创新的平台结构设计,采用固定式或者浮动式形式,安装在越来越深的水域中,受到的海洋环境也越来越恶劣。到1975年,离岸石油开采的水深延伸到144米,在接下来的3年里,随着COGNAC固定式平台的安装,离岸石油开采水深一下到了312米。直到1991年, COGNAC平台一直保持着世界上最深的固定式海上平台的记录。在二十世纪九十年代,5座固定式平台的水深超过328米,最深的一座是Shell石油公司Bullwinkle平台,安装水深达到了412米。




导管架平台是由打入海底的桩柱来支承整个平台,能经受风、浪、(即平台甲板)和基础结构(包括导管架、桩);桩数、桩长、桩径由海底地质条件及设计荷载决定;导管架立柱的直径取决于桩径;导管架立柱水平支撑的层数取决于立柱长细比的要求.
导管架平台的特点: 整体稳定性好, 刚度大,受季节和气候的影响较小,, 抗风暴能力强,安全可靠, 结构简单, 造价低.

导管架平台是在软土地基上应用较多的一种桩基平台,工作水深一般在十余米~200m的范围内,也有超过300m的,目前是世界上使用最多的一种平台,它是从设计理论和建造技术来看最成熟、通用的平台形式.


1949年初,美国人约翰·海沃德发明布伦顿一20 型坐底式钻井驳船。该方案采用可沉没坐底的双甲板驳船