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自升式平台水密桩靴内部介质与桩靴结构承压性能计算分析

2021-08-17曲健冰王飞

船海工程 2021年4期

曲健冰,王飞

(1.中国船级社 海洋工程技术中心,天津 300457;2.中海油田服务有限公司 钻井事业部,北京 101149)

根据不同的设计理念,自升式平台的桩靴从水密性角度可分为与海水联通和水密2种形式。水密桩靴由于随着水深加大内外压差会随之升高,静水压溃的风险也随之提升,为避免静水压溃的出现,构件的尺寸需要大于联通的桩靴。

各船级社的移动平台规范中对于水密桩靴内外压差在强度计算中的考虑都进行了要求,但对于如何进行考虑并未提出详细的要求。出于保守考虑,通常情况下将水密桩靴的内压计为0,但实际上由于内部填充介质的存在,其内部压力会在桩靴结构体积被压缩后上升,上升的数值与内部介质的压缩性能直接相关。为此,通过水密桩靴中不同介质的模拟分析(不同比例的海水与空气),定量分析封闭桩靴内介质对其强度的影响。

某自升式平台将桩靴改造加大后,在使用中发现部分结构发生塑性变形的现象,经现场调查,确认为桩靴变形的原因是意外发生自封闭产生的内外压差。因此,有必要对桩靴内外压差的作用进行定量模拟分析,掌握自封闭后内外压差对强度的影响情况,为后续桩靴设计及校核提供参考。

1 基本假设

1)桩靴内的介质温度和状态不发生变化,即水不结冰也不发生气化。

2)压力沿桩靴深度方向上不发生变化。

3)桩靴结构受力在弹性范围内,不发生塑性变形。

4)桩靴内的空气不会溶解至水中。……

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