海洋工程设计讲座-固定平台结构设计.ppt

NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,海洋工程固定平台结构设计讲座,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,目录,问题组块结构导管架结构平台事故,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,问题,什么是结构？,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,问题,什么是结构设计？,结构设计总的原则是:安全、经济、合理,且方便制造、安装、检验和维护。传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高；满足其他专业对结构形式的要求。,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,问题,结构工程师应该具备哪些技能？绘图?计算软件？,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,结构专业在平台设计流程中的位置,油藏开发,工艺专业,机械,电气,仪表通讯,总体,组块结构,导管架结构,Topside，Jacket,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块对整个平台设计的意义,主块的结构形式对导管架的结构形式有着主导的影响组块的重量和重心直接影响导管架的设计组块的重量和重心直接影响桩的设计组块结构和设备布置的合理与否直接影响导管架和桩的设计和建造代价对于平台设计的通常做法常常是组块与导管架分开设计,但是对于设计依据以及设计要求都需要保持一致.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块设计的主要工作范围,目的：为海上生产设计经济合理的工作平台平台组块主结构设计(包括各层面,立面框架的构造)火炬臂,生活楼等大型设备及其连接形式的设计节点,护管,梯子,工作间等附属构件的设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块设计中常用代号,区域代号：CEP中心平台PRP生产平台WHP井口平台BOP增压平台DPP钻采平台DRP钻井平台PRP生产平台APP生活动力平台RUP立管公共设施平台MOP系泊平台,专业代号：GE总体ST结构OT舾装FL浮体MA机械SA安全,分类代号：DWG图纸SPC规格书（说明书）RPT报告CAL计算书MAL材料表DDS数据表EQL设备表SBL标准符号表STD标准图,编号举例：DWG-CEP-ST-1101,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块设计中常用代号,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,与其他设计专业的界面,需要其他专业的基础数据,尺度面积要求（总图）支撑荷载要求（各专业设备、材料重量重心，支撑形式）平台空间要求（通道空间要求，设备空间要求，避免碰撞）,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,与业主和其他承包商的界面,界面数据环境数据水文环境报告，包括风，波浪，流，冰，水温等地震环境评价，加速度，土壤反应谱安装环境数据,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,结构计算初步,组块结构计算基础总图确定主要结构支撑，主梁布置，斜撑布置，确定初步草图。计算模型建立（SACS模型）其他专业荷载，包括干重，操作重平台活荷载布置原则（走道，设备维修区，卸货区）模型加载计算，分析计算结果，调整杆件尺寸。,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块整体结构模型,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块甲板层梁体结构,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块立面结构ROWA,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,组块立面结构ROW1,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,结构连接设计,结构的连接形式主要有以下几种梁-梁典型连接梁-管(大)环板连接(需计算校核)梁-管(小)筋板加强连接(需计算校核)板-梁典型连接,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,附属构件设计,附属构件主要包括:工作间墙皮和防火墙梯子栏杆各种护管吊机立柱各种底座吊点锁具,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,在位分析和所采用的许用应力放大系数,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,对于应力的理解,屈服应力许用应力,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,许用应力,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,许用应力,轴向拉伸与压缩,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,许用应力,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,许用应力,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,各水平层的标高都以梁的上翼缘为准,所有梁都要做Z方向偏移注意管-管相连时的GAP取值注意所有主梁与立柱的有效长度以及LB选取在位分析时最好将导管架导入,以精确模拟组块边界约束安装分析时注意去除一切无关设备和构件,并注意修改约束条件,建模注意事项,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,尽量将不同专业的设备分不同工况列出,应避免不同专业的荷载混杂施加同一专业的不同设备尽量用直观简洁的标注进行注释,以便后期查找,修改和核对设备注意活荷载的布置,不同的区域注意采用不同的布载对于较重设备,如其不带底座,将重量施加于小梁上,带底座的,应考虑底座下部小梁的加强,并将重量合理分布在底座所在的小梁上,建模注意事项,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,成果文件,各类计算报告,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,导管架设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,应尽量使构件在各种受力状态下都能发挥较大作用,构件数量和规格力求少；不宜在飞溅区内设置水平构件；不宜在冰作用区内设置水平构件和斜撑；,导管架设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,对管型构件的选择要考虑下列因素：D/t比：不宜大于60，对于卷制焊接钢管不应小于20，最好大于30；D外径，t壁厚kl/r：对主要杆件不宜大于120；k有效长度系数，l侧向无支撑长度，单位为米（m），r回转半径,单位为米（m）.T-Y-K节点:主要节点，d/D=0.40.8次要节点，d/D取值可稍小些D支杆外径，D弦杆外径一般情况下，管节点宜设计为简单节点；导管架斜撑的角度（即与水平面夹角）宜在45左右；导管架腿的表观斜度宜在10：17：1；隔水导管与结构的连接:如业主没有指定，对于动力响应较明显的平台（如三腿或独腿平台），在水上部分（包括在甲板和导管架的水上水平层上），隔水导管和甲板导管架的连接要用焊接方法固定，水下部分用楔块固定；各桩的受力力求均匀；对于采用滑移装船吊装下水方式的导管架，滑靴的布置与吊点的布置要协调考虑；装船滑靴的横向间距的确定应考虑预制场地与运输驳船滑道的间距；,导管架设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,腐蚀余量在进行在位状态分析时，对处于飞溅区内的构件，要考虑腐蚀，腐蚀余量应由业主提供，业主未提供时一般取0.3mm/a。冰磨蚀余量在进行在位状态分析时，对处于冰作用区内的构件，要考虑冰的磨蚀，冰磨蚀余量应由业主提供，业主未提供时一般取0.1mm/a。,导管架设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,桩的设计,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,ShellMarsPlatform,Before,After,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,ChevronTyphoonPlatform,Before,After,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,DiamondOceanWarwick,GSFAdriaticVII,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,GlobalSantaFeHighIslandIII,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NOBLETHERALDMARTINOFFCOASTLOUISIANA,RIGDRIFTED125MILESDRAGGING6ANCHORSBEFOREBEACHINGITSELFINVERMILLION,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,Before,After,ROWANSLOSSESRowan-NewOrleans(capsizedandfound)Rowan-Halifax(capsizedandfound)Rowan-Odessa(capsizedandfound)Rowan-FortWorth(capsizedandnotfound)Rowan-Louisiana(beachedanddestroyed),NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,This10-tonanchorwasrackedontheexteriorofthehull50feetabovetheseabeforethestorm,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,参考规范,APIRP2A海洋石油工程设计指南SACSTRAINING(EDI录音）渤海海域钢质平台设计规定,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,后期学习,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd.,后期学习,NeptuneOffshoreEngineeringDevelopmentCo.,Ltd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