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Spar平台不同锚固基础形式的研究

王圣强  
【摘要】: 随着世界海洋石油开发不断向深海发展,浮式平台和顺应式平台得到迅速发展。固定式采油平台工作水深超过100米之后,造价越来越昂贵,重力式平台和导管架平台已经不能适应深水油气田的开发。因此,浮式平台和顺应式平台被越来越多的应用于实际工程当中。其中Spar平台为目前应用较为广泛的深海石油平台形式之一,其基础形式主要有吸力锚和桩基础,Spar平台的广泛应用使开发深水油气田成为可能,目前Spar平台的工作水深主要集中在1000m~2000m之间。 Spar平台锚固基础设计的关键问题之一是确定其极限承载力,本文首先总结了目前国内外对于吸力锚和桩基抗拉拔承载力研究的现状。然后,了解中国南海、墨西哥湾和北海的土体剖面概况,找出了南海海底地质的独特之处。此外,简要的介绍了论文中所用的有限元分析软件Plaxis3DFoundation,详细说明计算分析原理及其本构模型。最后,以中国南海、美国墨西哥湾和北海土体剖面为代表,采用了Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,对长径比为2、4、6和8的吸力锚和长度为30m、60m和80m的桩基进行三维有限元分析,得到了吸力锚和桩基的极限承载力,并对不同土体剖面、加载角度和不同长径比的吸力锚和桩基的抗拉拔承载力的影响做了研究,讨论了二者承载力特性的区别及各自的适用条件。 深入了解Spar平台基础锚固形式,探讨适合我国南海深海开发所需要的平台基础锚固形式,将对我国南海深海开发具有重要的参考价值。


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