张鹏举　徐思豪　陈旭骏

我国深水海域辽阔且蕴含丰富的油气资源，尤其是有“第二个波斯湾”之称的南海，其石油地质储量约占到中国总资源量的三分之一，但中国在南海的开发却极为有限，主要原因是我国没有先进的海洋技术和海洋装备。永久导向基座（水下井口装置）和采油树（采油装备）是海洋油气田开发中的重要单元装备，也是水下生产系统的关键设备。其中在安装海底采油装备的过程中，会对永久导向基座以及承载采油树本体以及各个设备装置的支架结构有较高的强度要求。研究采油树支架以及导向基座的结构受力特点对安装采油树设备具有重要的意义。

一、安装过程力学模型构建

本文以美钻（PY34-1/35-2）为例，如图1所示。通过大型通用有限元软件MSC.Patran/ Nastran建立相关结构物的有限元模型并进行静力学强度计算，研究其在吊装降入海底这一安装过程中，采油树支架以及导向基座受力特点，并校核其结构强度是否符合《ANSI/API Spec 6A》的规范要求。

1.过程模型

安装过程，是指采油树通过采油树下入海底的工具，依靠吊具和导向绳，将采油树下入安装至井口的过程，如图2所示。该过程主要考虑两个关键时刻点的情况。其一为在海上将采油树整体吊起悬空的状态，主要研究对象为采油树支架。其二为采油树整体下降至海底500米处，采油树支架的导向柱与导向基座的导向柱相接触时，主要研究对象为位于海底的永久导向基座。根据上述两种状况，分别建立采油树支架以及永久导向基座的有限元模型。……