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边际油田自升式储油平台型式优选及总体性能研究

陈安坤  
【摘要】:本文以边际油田自升式储油平台为研究对象,系统开展边际油田自升式储油平台型式优选及总体性能研究。本文通过理论研究、数值仿真计算,主要进行了以下四个方面的研究工作:自升式储油平台型式优选,各种状态下的重量与重心的计算,平台总体性能研究,基于地质条件的关键结构(桩腿和桩靴)的最优型式研究,主要研究内容如下:根据平台的所处的设计环境条件和运行机理,对平台进行总体的设计,对总体布置、主尺度、液舱最大储存能力、供热系统、原油外输方式及主要指标进行研究设计。研究表明,各关键指标与平台总体布置处于该尺寸平台的最优结果。重量和重心位置是平台总体性能的关键参数,直接影响到平台的吃水、漂浮稳性、站立稳性、平台升降系统的负荷能力以及桩腿的设计强度等。本文就平台在初始设计阶段重量的估算给出基本方法和经验公式。研究表明,通过优化系统设计、简化流程工艺、设备合理选型、选材等措施,将平台重量、重心严格控制在设计范围内。利用海工专用计算软件建立在工作海域的综合外力(风、浪、流)模型,计算综合外力作用下平台的沉浮稳性、拖航稳性,保证平台的安全性和可行性。应用有限元软件建立自升式平台模型,通过施加环境载荷和作业载荷以确定结合后的平台整体性能和平台的稳性。研究表明,平台的总体性能满足平台在各个工作状态下的安全要求。自升式平台桩腿和桩靴关系整个平台的安全关键结构。根据平台工作环境条件和工作状况合理选取桩腿长度,并利用有限元分析桩腿在波浪和海流同时作用下受力情况,合理选择桩腿材料。在通过大量的地质资料的基础上,进行详细的物理计算和有限元分合理选择桩靴结构型式,使得该平台最大限度地满足相关海区的地质条件。研究表明,针对目标海区而确定的桩腿和桩靴的尺寸具有最优的性能比。


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