超深水钻井船Catwalk基座强度有限元分析
2019-07-01肖敬发
肖敬发,赵 锐
(上海中远船务工程有限公司,上海 200231)
0 引言
Catwalk(RISER CATWALK MACHINE)是船上非常重要的设备,是由液压传动的。它的主要用途是运输钻杆外的套管,将钻杆套管运输到钻井塔下,并辅助钻杆套管竖立起来,方便吊机吊运与拼装。本船为海上超深水钻井船,配有2套Catwalk运输系统,一套是用来运输钻杆的,另一套是用来运输钻杆套管的。Catwalk运输系统在这一运输过程中所产生的力都将由基座及支撑平台来承受。同时,按照ABS(American Bureau of Shipping,美国船级社)的规范要求,Catwalk运输系统在不同环境及工况下使用,会使Catwalk基座及受力将出现多种不同的状态。在这些状态下的Catwalk基座及上层建筑甲板结构的受力情况各不相同。因此,本文将采用有限元模型分析法对Catwalk基座及加强构件进行有效的分析计算,使Catwalk基座在各种工作状态下均有足够的强度作为支撑,以确保Catwalk基座在各种工作状态下的安全性。
1 Catwalk基座的组成及布置
Catwalk基座主要由设备基座支撑平台、设备工作平台及走道平台组成,其中Catwalk设备基座支撑平台的高度距上建甲板2 267 mm,走道平台和工作平台的高度距上建甲板2 800 mm,Catwalk设备的自身重量为35.9 t,安全设计工作载荷为40 t,WL单元重量为30 t,设计纵向张力30 t,WL工具间重量为30 t(1 t=9.8 KN)。其具体分布详情如图1、图2所示。

图1 Catwalk基座分布详情

图2 Catwalk基座支撑点布置
2 三维模型及受力说明
2.1 模型的建立依据
根据ABS[1]相关规定,支撑结构和基座的强度校核中是为了较好地描述区域中的结构部件在各个方向上的受力分布情况,应尽可能采用三维有限元模型进行分析,如用交叉梁系或板梁组合模型,则模型简化应合理且趋于保守。……
