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自升式钻井平台悬臂梁研究

2011-02-27任宪刚贾鲁生

船舶力学 2011年4期
关键词:有限元结构设计

任宪刚,白 勇,贾鲁生

(哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨 150001)

1 引 言

自升式钻井平台产生于1951年,目前在世界范围内具有最为广泛的应用,数量不断攀升,在移动式平台中占据主要地位。目前自升式钻井平台大致分为以下几种:

·按有无悬臂梁可分为:凹槽式自升式钻井平台和悬臂梁式钻井平台;

·按桩腿数量可分为:三腿、四腿、五腿自升式钻井平台;

·按桩靴的形式可分为:独立插桩式和席底式自升式钻井平台;

·按桩腿的结构形式可分为:圆壳式和桁架式自升式钻井平台;

·桁架式自升平台又按照桩腿的形状分为:三角形和四边形桩腿的自升式钻井平台等等。

其中当今最流行的是悬臂梁式钻井平台,这种形式相对于传统的凹槽式钻井平台具有如下优点:

·一次钻井数量更多;

·不破坏船体结构;

·甲板空间更大;

·可钻探井、生产井,也可修井等等。

图1 传统型悬臂梁Fig.1 Classic cantilever beam

图2 X-Y型悬臂梁Fig.2 X-Y cantilever beam

当今国际中,不同的设计公司所选择悬臂梁的结构形式不同,大致分为以下几种:

· 传统型悬臂梁(F&G公司)见图1;

· X-Y型悬臂梁(GutoMSC)见图2;

· 旋转型悬臂梁(Huisman-Itrec)见图3。

2 三种悬臂梁对比研究

图3 旋转型旋臂梁Fig.3 Rotated cantilever beam

2.1 传统型悬臂梁

传统型悬臂梁的悬臂梁部分与钻台底座部分是分开的,钻台的移动方式为:悬臂梁外伸开始打纵向丛式井,然后悬臂梁固定,钻台底座在悬臂梁上作左右的水平移动,打水平丛式井。即悬臂梁只是做纵向的移动。目前在国际上使用这种形式悬臂梁比较典型的是Super M2系列自升式钻井平台。……

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