深水半潜式平台系泊系统设计研究
海洋油井平台概述
各类海洋油井平台概述 海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备，它的种类繁多包罗万象，但归纳起来大体可以分为四类：1．海洋石油钻井平台；2.海洋石油采油平台；3.水上钻井机械设备；4.水下钻井机械设备。本文主要介绍前两类，即：海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台（SEMI）、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统（FPSO）、筒状平台（SPAR）。 （2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。 移动式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30米以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。 自升式钻井平台 自升式钻井平台被设计成为驳船的模样，具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。虽然有些设计能使其在海深500英尺（152米）的海域工作，但通常用于海深400英尺（122米）的地方，适合于近海。其移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到目的地。到达钻井目的地后，工作时桩腿下放插入海底，平台及平台上所有的钻井设备及其他器械被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。 半潜式钻井平台（SEMI） 上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持力强、工作水深大。半潜式平台用锚和钢丝绳定位，工作水深为180米左右；用锚和链结合定位，工作水深可提高到450米。新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,工作水深可达900～1200米,定位精度在1～2％水深的半径范围内。半潜式与自升式钻井平台相比，优点是工作水深大，移动灵活，且由于只有立柱暴露于波浪环
系泊系统的设计和探究
赛区评阅编号（由赛区组委会填写）： 2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 料 我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）： 参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2.
3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： （指导教师签名意味着对参赛队的行为和论文的真实性负责） 日期：年月日 送全国评阅统一编号（赛区组委会填写）： 全国评阅随机编号（全国组委会填写）： （请勿改动此页内容和格式。此编号专用页仅供赛区和全国评阅使用，参赛队打印后装订到纸质论文的第二页上。注意电子版论文中不得出现此页。）
系泊系统的设计和探究 摘要 本文利用牛顿力学定律，力矩平衡原理、非线性规划、循环遍历法等方法对系泊系统进行了设计与探究。通过对系泊系统各组件和浮标运用牛顿经典力学体系进行分析，得到了各个情况下的钢桶倾斜角度、锚链状态、浮标吃水深度和游动区域。 ?， 。当风 对于第二问，求解当海面风速为36m/s时，浮标的吃水深度和游动区域、钢桶以及钢管的倾斜角度和锚链形态。利用第一问中的力学方程和程序，求得钢桶的倾角为19.5951?和四节钢管的倾斜角度依次为19.756?、19.755?、19.916?、20.076?。浮标的游动区域为以锚在海面上的投影为圆心，半径为18.8828m的圆。由于部分数据与问题二中钢桶的倾斜角度不超过5?，锚链在锚点与海床的夹角不超过16?的要求不符，所以通过调节重物球的质量使钢桶的倾斜角度和锚链在锚点与海床的夹角处在要求的范围之内。借助MATLAB程序中的循环遍历法，可以求得重物球的质量3770kg。
海洋平台的安全性与规范设计【开题报告】
开题报告 船舶与海洋工程 海洋平台的安全性与规范设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 最近几年，我国海上石油开采已从近海浅水走向深海.未来5 年~10 年内，我国海洋石油的开采水深有望达到500 米-2000 米.由于导管架平台和重力式平台自重和工程造价随水深大幅度增加，已经不能适应深水海域油气开发的要求.因此，研究、发展深海采油平台的有关技术势在必行. 而深海石油平台的设计，建造及相关技术是深海油气资源开发中的关键技术之一，及早了解和和掌握国外深海平台的建造和使用情况，探讨国外深海平台设计和使用中积累的经验和存在的问题，对我国海洋油气开发具有重要意义。 对深水开采，钢质导管架平台的造价会随水深增加而急剧增长，以致增加到在经济上不可行。这就促使我们在深海开发中使用新的结构形式，如混凝土结构和浮式结构。典型的浮式结构是FPSO，半潜式平台，张力腿平台（TLP）和SPAR平台。 海洋平台结构复杂，体积庞大，造价昂贵，特别是与陆地结构相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，风、海浪、海流、海冰和潮汐时时作用于结构，同时还受到地震作用的威胁。在此环境条件下，环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减，影响结构的服役安全度和耐久性。另外，操作不当、管理不当等人为因素也直接影响海洋石油平台的安全性。随着对海洋平台复杂性的深入了解，造成了重大的经济损失和不良的社会影响。例如，1965年英国北海的“海上钻石”号钻井平台支柱拉杆脆性断裂导致平台沉没；1968年“罗兰角”号钻井平台事故；1969年我国渤海2号平台被海冰推倒，造成直接经济损失2000多万元；1997年渤海4号烽火平台倒毁；1980年北海Ekofisk油田的Alexander L Kielland 号五腿钻井平台发生倾覆，导致122人死亡；以及2001年巴西油田的P-36平台发生倾覆。 1982年7月交通部烟台海难救助打捞局，经过一年多的努力，将“渤海2号”沉船分割成10大块打捞上岸。主甲板上共有10个通风筒，其中，泵舱的四个通风筒—两个进风风筒和两个排风风筒，全部被风浪打掉。事故分析报告给出三个主要原因，原因
有关半潜式钻井平台的概述.docx4
有关半潜式钻井平台的概述 （A13船舶4；李庆宽；130305432） 摘要：海洋里具有极其丰富的自然资源，半潜式钻井平台作为一种能够在深水区 作业的海洋平台，对海洋资源的开发至关重要，本文主要介绍半潜式平台的发展历史和现状，分析其结构特点，简述其工作原理和适用条件及有关半潜式钻井平台最新技术的应用等 关键词：半潜式钻井平台，定位方式，工作水深 Abstract: the ocean is extremely rich in natural resources, as a semi-submersible drilling platform can zone assignments in the deep ocean platform, is very important to the development of the Marine resources, this paper mainly introduces the development history and status quo of semi-submersible platform, analysis its structure characteristics, describes its working principle and applicable conditions and relevant semi-submersible drilling platform the application of the latest technology, etc Keywords: semi-submersible offshore platform, positioning , the working depth 引言：自工业革命以来人类社会经历了几千年以来从未有过的跨越式发展，生产的社会化和工业化推动着人类不断的向前发展，各种类型的能源为工业化的生产提供了动力保障，然而人类社会的发展严重依赖石油，天然气等能源，近几十年来，随着陆地资源的日益枯竭以及人类社会运行和发展对能源的巨大需求已迫使人类将能源开发伸向海洋，并逐渐形成了从前海到深海的开发顺序和梯度。在这种背景下，半潜式钻井平台作为一种能够在深水甚至是超深水域作业的海洋平台，自然有其至关重要的作用。 半潜式钻井平台工作原理和适用条件 半潜式平台作为一种被广泛使用的海洋平台，可以依靠本身的浮力和动力装置（或有其他设备提供动力）进行移动，稳性主要依靠稳性立柱，半潜式海洋钻井平台不仅可以在深水区作业，而且可以在浅水区作业。 半潜式平台由上壳体和下壳体或柱靴组成，下壳体或柱靴与上壳体的连接依靠稳性立柱来实现，同时立柱为平台提供足够的浮力作为支撑。随着平台作业区域的改变，半潜式平台的状态也发生改变，在深水区作业时，平台处于半潜状态，在浅水区作业时，平台的下部沉入水底。 早期的海洋平台的抗风浪能力较差，人们为克服这个缺点，发展了半潜式钻井平台。半潜式钻井平台具有很好的运动性，由于海上的波浪大多分布在水表面，海水深处波浪很少，故当半潜式钻井平台处于半潜状态时，可以有效减少平台所受的波浪力，为了增加平台的稳定性，通常采用稳定的大立柱同时增大立柱间的距离，利用外力互相抵消原理减小平台运动。使之即使在恶劣的环境下也能高效，安全的作业。 半潜式平台发展历史和现状 20世纪60年代初期，世界上第一座半潜式钻井平台诞生，至今为止已经发展了6代产品，其工作水深也由第一座平台的100米增加到如今的3000米，钻井深度也不断增加。 第一座半潜式钻井平台的作业范围为90-180米，定位系统采用的是锚泊。Ocean Driller是世界上首座半潜式钻井平台，下浮体有三根立柱，甲板的形状是Ｖ形。后来也相继生产了Rig
海洋钻井平台的分类
海洋钻井平台的分类 海洋钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为： （1）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台（2）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾郡开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。两个船体间由支撑结构相连。这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水，使其着底。因此从稳性和结构方面看，作业水深不但有限，而且也受到海底基础(平
坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发这类浅海区域的石油资源，坐底式平台仍有较大的发展前途。80年代初，人们开始注意北极海域的石油开发，设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。目前已有几座坐底式平台用于极区，它可加压载坐于海底，然后在平台中央填砂石以防止平台滑移，完成钻井后可排出压载起浮，并移至另一井位。图为胜利二号坐底式钻井平台。 自升式钻井平台由平台 自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1／2。 钻井船
2016数学建模A题系泊系统设计
系泊系统的设计 摘要 对于问题一，建立模型一，已知题目给出的锚链长度与其单位长度的质量，得到悬链共210环。对各节锚链，钢桶，四节钢管受力分析得出静力平衡方程，使用分段外推法，可以得到静力平衡下的迭代方程。其中锚对锚链的拉力大小方向为输入变量，迭代的输出变量为浮标的位置和对钢管的拉力，在给定的风速下，输入和输出满足关系2)2(25.1cos 水v h T -=α，αθcos cos 11T T =，通过多层搜索算法得出最符合的输入输出值，即可得到给定风速下浮标的吃水深度，浮标拉力、锚链与海床夹角。利用MATLAB 软件编程求解模型得到：风力12m/s 时，钢桶与竖直方向上的角度1.9863度，从下往上四节钢管与竖直方向夹角为1.9652度、1.9592度、1.9532度、1.9472度，浮标吃水0.7173m ，以锚为圆心浮标的游动区域16.5125m ，锚链末端切线与海床的夹角3.8268度。风力24m/s 时，锚链形状，钢桶与竖直方向上的夹角3.9835度，从下往上四节钢管与竖直方向夹角为3.9420度、3.9301度、3.9183度、3.9066度，浮标吃水0.7244m ，以锚为圆心浮标的游动区域18.3175m 。锚链末端切线与海床夹角15.9175度。 对于问题二的第一小问，使用模型一求解，当风速36m/s 时，锚链末端切线与海床夹角26.3339度，浮标吃水0.7482m ，浮标游动区域为以锚为圆心半径为18.9578m 的圆形区域，从下往上四节钢管与竖直方向倾斜角度为8.4463度、8.4225度、8.3989度、8.3753度，钢桶与竖直方向倾斜角度为8.5294度。为满足问题二的要求，在模型一的基础上把重物球质量作为变量，建立模型二，将钢桶倾斜角小于5度和锚链前端夹角小于16度当做两个约束条件，通过MATLAB 编程求解得到满足约束条件要求的重物球质量取值范围为3700kg 到5320kg 。 对于问题三，首先取不同水深、水速、风速三种情况，建立模型三，即在模型一的基础上增加水流对系统产生的影响。在三种情况下，找到合适的锚链型号、锚链长度，重物球质量，对吃水深度、游动区域、钢桶的倾斜角三个目标进行优化达到最小。通过MATLAB 编程实现该模型三得到结果：选用Ⅲ型锚链，锚链长度为27.24m ，重物球质量为2580kg 。 关键词：平面静力系分析 多层搜索算法 遗传算法 逐步外推法 多目标优化
海洋平台介绍
国际浮式生产储油卸油船（FPSO）发展态势: FPSO（Floating Production Storage and Offloading）浮式生产储油卸油船，它兼有生产、储油和卸油功能，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。 韩国船企对FPSO建造具有较强规模效应。如现代重工专门建有FPSO海洋项目生产厂，已交付了6艘大型FPSO；三星重工手中持有5艘大型FPSO订单；大宇造船海洋工程公司则是全球造船企业中建造海上油气勘探船最多的企业，2005年承接海洋项目设备订单计划指标是17亿美元。据海事研究机构（DW）预计，未来5年内FPSO新增需求将会达到84座，投资额约为210亿美元。 FPSO主要技术结构表： FPSO主要技术结构 FPSO主要结构功能 系泊系统：主要将FPSO系泊于作业油田。FPSO在海域作业时系泊系统多采用一个或多个锚点、一 根或多根立管、一个浮式或固定式浮筒、一座转塔或骨架。FPSO系泊方式有永久系泊和 可解脱式系泊两种； 船体部分：既可以按特定要求新建，也可以用油轮或驳船改装； 生产设备：主要是采油和储油设备，以及油、气、水分离设备等； 卸载系统：包括卷缆绞车、软管卷车等，用于连接和固定穿梭油轮，并将FPSO储存的原油卸入穿梭 油轮。其作业原理是通过海底输油管线把从海底开采出的原油传输到FPSO的船上进行处 理，然后将处理后的原油储存在货油舱内，最后通过卸载系统输往穿梭油轮。 配套系统：在FPSO系统配置上，外输系统是其关键的配套系统。 FPSO主要优点随着海洋油气开发、生产向深海不断进入，FPSO与其它海洋钻井平台相比，优势明显，主要表现在以下四个方面： （1）生产系统投产快，投资低，若采用油船改装成FPSO，优势更为显著。而且目前很容易找到船龄不高，工况适宜的大型油船。 （2）甲板面积宽阔，承重能力与抗风浪环境能力强，便于生产设备布置；
深水半潜式钻井平台总体强度分析_白艳彬
第25卷第2期2010年4月 中国海洋平台 CHI NA O FFS HO RE PL A T FO RM V ol .25N o .2A pr .,2010 收稿日期:2009-10-09 基金项目:国家(八六三)项目“3000m 水深半潜式钻井平台关键技术研究”(2006AA09A103)作者简介:白艳彬(1983-),男,硕士研究生,主要从事船舶与海洋工程结构物强度及疲劳强度研究。 文章编号:1001-4500(2010)02-0022-06 深水半潜式钻井平台总体强度分析 白艳彬, 刘 俊, 薛鸿祥, 唐文勇 (上海交通大学,上海200240) 摘 要:以某新型第六代深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,进行了自存、作业等装载情况下21个波浪工况的波浪载荷预报,并建立三维有限元模型完成了平台结构总体强度分析。结合波浪载荷预报及结构分析结果,提出了计算工况选取原则及控制总体强度的关键因素,可为今后深水半潜式平台的结构设计、总体强度分析、选取疲劳强度典型节点及形式优化提供参考。 关键词:深水半潜式平台;强度;波浪载荷;工况选取中图分类号:U 661.43 文献标识码:A Global Strength Analysis of A Deepwater Semi -Su bmersible Platform BA I Yan -bin , LIU Jun , XU E Hong -xiang , TA NG Wen -yong (Shang hai Jiao Tong University ,Shanghai 200240,China ) Abstract :Global streng th analysis of a six th generation deep -w ater semi -subm ersible platform is demo nstrated in this paper .Wave induced loads and platform motion are calculated by means of three -dimensional diffraction metho d .The parame ters o f desig n w ave are o btained by spectrum analy sis method .Wave load prediction of 21w ave load conditio ns in three differ -ent situatio ns is described .A t the same time ,three -dimensional FEM model is established to analy ze structure g eneral streng th of the platfo rm .Combining w ith w ave load prediction and structure analy tic results ,principles of condition selection and key facto rs w hich co ntro l g en -eral streng th are put fo rw ard .Such co nclusions w ill be as some refe rences to design ,structur -al streng th analy sis ,selectio n of typical nodes for fatig ue assessment and structure optimiza -tio n in the future . Key words :deep -w ater semi -submersible platfo rm ;general streng th ;w ave load ;condi -tio n selection 0 引言 新型半潜式钻井平台在抗风浪能力、甲板变载能力、工作水深、钻井深度以及多功能作业(钻井、完井、试油、生产、修井、起重和铺管)等方面与另外两种主流的深水平台Spar 、T LP 相比,有着明显的比较优势,这使
海上钻井平台各系统简介
钻井平台各系统简介 不知道从什么时候起，石油的价格节节攀升。能源越来越紧张的今天，很多国家把目光从陆地转向了海洋。自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后，海洋工程有了长足的发展。在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事，因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。经常要承受巨浪和暴风的袭击。而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。才能把一根根长长的钻杆钻进海底。 钻井平台从近海到深海，主要可以分为座底式，自升式，半潜式、钻井船等。 座底式是指，平台的结构直接座在海床上，几乎和陆上钻井没多大区别。所以它们的可钻探深度很有限。只能在几十米的水深的浅海区域作业。 自升式，又叫jack-up。顾名思义，这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。它典型的特征就式3-4条腿。高高的绗架结构。上面安装又齿条。平台本体安装有齿轮。它们一起啮合，传动。在到达钻井区域的时候，腿就慢慢的伸到海床上。平台就靠这几条腿站在海里了。因为考虑到拖航的稳性，腿不能太长。所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。 半潜式，最新的已经到了第6代了。这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点，是漂浮在海面上的。这样的话，它们就可以在更深的水域工作了；船体灌放水，可以调节吃水深度，保持船体稳定。塔的下部是相当容积的浮筒，上面是若干个中空的立柱，支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。整个平台靠浮筒浮在水面。它们带有2~3级动态定位系统，海底声纳定位系统，卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。 钻井船，钻井船是设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式(船式)钻井装置。较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的，现在已有专为钻井设计的专用船。目前，已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。钻井船在钻井装置中机动性最好，但钻井性能却比较差。钻井船与半潜式钻井平台一样，钻井时浮在水面。井架一般都设在船的中部，以减小船体摇荡对钻井工作的影响，且多数具有自航能力。钻井船在波浪中的垂荡要比半潜式平台大，有时要被迫停钻，。增加停工时间，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。钻井船适于深水作业，但需要适当的动力定位设施。钻井船适用于波高小、风速低的海区。它可以在600m水深的海底上进行探查，掌握海底油、气层的位置、特性、规模、贮量，提供生产能力等
系泊系统的设计和探究
系泊系统的设计和探究 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
赛区评阅编号（由赛区组委会填写）： 2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或资料（包括网上资料），必须按照规定的参考文献的表述方式列出，并在正文引用处予以标注。在网上交流和下载他人的论文是严重违规违纪行为。 我们以中国大学生名誉和诚信郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号（从A/B/C/D中选择一项填写）： 我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）： 参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1.
2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： （指导教师签名意味着对参赛队的行为和论文的真实性负责） 日期：年月日 （请勿改动此页内容和格式。此承诺书打印签名后作为纸质论文的封面，注意电子版论文中不得出现此页。以上内容请仔细核对，如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 赛区评阅编号（由赛区组委会填写）： 2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 送全国评阅统一编号（赛区组委会填写）： 全国评阅随机编号（全国组委会填写）：
海洋石油981深水半潜式钻井平台
海洋石油981深水半潜式钻井平台 海洋石油981深水半潜式钻井平台，于2008年4月28日开工建造，是中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台，由中国海洋石油总公司全额投资建造，整合了全球一流的设计理念和一流的装备，是世界上首次按照南海恶劣海况设计的，能抵御200年一遇的台风；选用DP3动力定位系统，1500米水深内锚泊定位，入级CCS（中国船级社）和ABS （美国船级社）双船级。 2014年7月15日，“海洋石油981”钻井平台已结束在西沙中建岛附近海域的钻探作业，按计划顺利取全取准了相关地质数据资料。2014年8月30日，深水钻井平台“海洋石油981”在南海北部深水区陵水17-2-1井测试获得高产油气流。据测算，陵水17-2为大型气田，是中国海域自营深水勘探的第一个重大油气发现。 香港《大公报》5日发文称，这是981钻井平台首次前往印度洋海域作业。中国南海研究院海洋法律与政策研究所副所长康霖指出，预计这次981钻井平台前往印度洋是中国和新加坡等国签署的商业合作项目。他强调，商业合作没有国界之分，因此981钻井平台此行不涉及主权和管辖权问题。 越南《年轻人报》称，中国“海洋石油981”钻井平台于去年5月2日被部署在“越南海域”，引发中越双方海警和渔船长达两个月的激烈冲突。7月中旬中国撤走钻井平台。之后，两国一直试图通过高层互访修复双边关系。美国独立东南亚政治分析师扎卡里-阿布扎说：“现实情况是，中国既没有做出让步，也没有撤回对南海的主张。中国拒绝停止强化其主权主张的一切行动。事实上，中国反而加快了步伐。” “为什么说缓和南海局势在2015年是可能的”，《菲律宾星报》6日发文称，美国肯塔基大学外交学者法利近日在《外交学者》杂志发文认为，随着油价下跌，世界石油市场转为出口导向型，这将影响中国和相关东南亚国家对南海经济开发前景的预期，使南海石油勘探的吸引力降低，最终促使南海局势缓和。
巨型海洋平台的设计及优化设计
1前言 随着中国经济的发展 ,特别是作为支柱产业的石油化工和汽车工业的快速发展 ,石油和天然气供应不足的矛盾日益突出。石油天然气资源是发展石油工业的前提条件和基础 ,探明储量是制定石油工业长期发展规划和建设项目的依据 ,剩余可采储量的多少决定了石油工业发展潜力所在。目前我国陆上石油后备资源严重不足 ,原油产量增长缓慢。由于长期的强化开采 ,大多数主力油田在基本稳定基础上陆续进入产量递减阶段 ,开采条件恶化 ,开发难度增大。鉴于陆上资源的日渐枯竭 ,资源开发向海洋、尤其是深海进军已成必然趋势。因此，如何控制海上石油平台的震动，保护平台的安全可靠成为一个亟待解决的问题。 1.1海洋平台简介 在陆地上钻井时，钻机等都安装在地面上的底座上；在海上钻井时，不可能将钻井设备安放在海里，因此就需要一个安放钻井设备等的场所，这个场所就是海洋钻井平台。海上钻井平台分类[2]如下： 按运移性分为：固定式钻井平台，移动式钻井平台。移动式钻井平台又分为坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、浮式钻井平台。 按钻井方式分为：浮动式钻井平台和稳定式钻井平台。浮动式钻井平台分又为，半潜式钻井平台、浮式钻井船和张力腿式平台；稳定式钻井平台又分为，固定式钻井平台、自升式钻井平台和坐底式钻井平台。 固定式海洋平台是从海底架起的一个高出水面的构筑物，上面铺设甲板作为平台，用以放置钻井机械设备，提供钻井作业场所及工作人员生活场所。 海洋平台的安装包括：导管架的安装和工作平台的安装。其中导管架的安装方法有：提升法、滑入法和浮运法。工作平台的安装方法有：吊装和浮装。 海洋平台的组成部分有：导管架和桩基、栈桥、上部模块、生活楼直升机甲板和火炬臂。
半潜式钻井平台
半潜式钻井平台 一种海上钻井装置。上部为工作甲板，下部为两个下船体，用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中，甲板处于水上安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持力强、工作水深大。 半潜式钻井平台，又称立柱稳定式钻井平台，是大部分浮体没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台，是从坐底式钻井平台演变而来的。 半潜式钻井平台,又称“支柱稳定平台”，它是在坐底式钻井平台的基础上发展起来的。它的结构与坐底式基本相似，下部为一浮筒构架，上部为平台。它与沉底式不同之处在于：它在工作时不是座在海底，而是像船体一样漂浮在海面上。当水深较浅时，半潜式平台的沉垫(浮箱)直接坐于海底，这时，将它用作坐底式钻井平台。当工作水深>30m时，平台漂浮于海水中，相当于钻井浮船。到目前为止，半潜式钻井平台已经经历了第一代到第六代（可钻3000米）的历程。它是目前应用最多的浮式钻井装置。据统计，目前世界上的深水半潜式钻井平台可钻3000多米深，而国内钻井深度一般在300m以内。 半潜式钻井平台主要由上部平台、下浮体(沉垫浮箱)和中部
立柱三部分组成。 上部平台任何时候都处在海面以上一定高度。下部浮体在航行状态下是浮在海面上，浮体的浮力支撑着整个装置的重量。在钻井作业期间，下部浮体潜入海面以下一定的深度，躲开海面上最强烈的风浪作用，只留部分立柱和上部平台在海面以上。正是因为在工作期间半潜入海面以下这种特点，被命名为半潜式钻井平台。这种钻井平台在水深较浅时，也可以坐在海底进行钻井，与坐底式一样。 上部平台 半潜式是从坐底式发展而来，所以上部平台部分，与坐底式平台类似，但比坐底式平台要先进得多。上部平台一般也分成两层，上层为主甲板，下层为机舱。主甲板上主要放置钻机、井架、钻具、起重设备、消防、救生设备、各种工作间和生活区(一幢楼房)，还有直升飞机平台等。下层甲板即机 舱内主要是机泵组，固井设备，泥浆循环系统，以及各种材料库罐等。平台的尺度都相当大，所以有很高的自持能力。上部平台的形状以矩形最为常见，此外还有三角形、五角形、八角形，甚至还有十字形和中字形。 沉垫浮箱 沉垫又称浮箱，制成船形沉没于水，有许多各自独立的舱室，每个舱室内有进水泵和排水泵。它用充水排气及排水充气来实现平台的升降。其外形有矩形、鱼雷形、潜艇形及上下平
5-难怪钻井平台在海上稳如泰山,原来全靠这条链子!
在之前的文章中，我们给大家介绍过“蓝鲸1号”海上钻井平台，它为中国首次试采可燃冰成功立下了汗马功劳，在中国油气开发走向深海的过程中，另一座钻井平台同样具有里程碑意义，它就是“海洋石油981”。 “海洋石油981”是中国自主设计建造的首座第六代深水半潜式钻井平台，代表了世界海洋石油钻井平台的一流水平。这座平台面积比一个标准足球场还要大、自重超过3万吨、承重量达到12万吨的“超级巨兽”，其最大作业水深可达3000米，最大钻井深度可达10000米。
（“海洋石油981”深水半潜式钻井平台）
在几千米深的茫茫大海中，要固定一座如此庞大又沉重的钻井平台，同时承受狂风、海浪和洋流的冲击，可谓难上加难，那么这是怎么做到的呢？ 原来，是12根世界顶级超高强度R5级系泊链，承担了这一使命。这些链条的单根长度就达到1700米，直径达到84毫米，总重量超过3000吨。 （一）系泊链——海洋石油开采离不开的那条固定链 移动式海洋钻井平台要在狂风大浪中连续进行石油勘探开采，前提是平台能够固定在工作海区。 目前，世界各国的大型海洋平台主要采用两种定位系统：系泊定位系统和动力定位系统。由于系泊定位具有投资少、使用和维修方便等特点，已成为当前主要采用的定位系统，广泛应用于各类深海平台。
（海洋钻井平台系泊定位系统） 系泊链是系泊定位系统的核心，在深海2000米以下扎根，遇到十二级以上的大风也岿然不动，这是系泊链应用于深水海洋平台时要具备的定力，它不仅承受着海洋平台的静载荷作用，而且要承受环境载荷作用，确保平台岿然不动。 由于长期工作在海水中，承受风、波浪和洋流外力作用，以及海水带来的微生物腐蚀和电化学腐蚀，系泊链很容易产生疲劳，进而导致失效，影响海洋平台的安全性和可靠性。
半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究
半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究 海洋能源、矿产等资源的大力勘探和开采促使了海洋工程领域的蓬勃发展,而半潜式平台以其抗风浪能力强、适应水深范围广、装载量大等优点,成为了海洋资源勘探开发的主流工具之一。因此,对半潜式海洋平台进行水动力性能分析,计算平台在风浪流联合作用时的运动响应和系泊系统的张力响应,是尤为重要的。 本文以南海300米水深的某半潜式平台为对象进行水动力分析和系泊系统 性能研究,在此基础上探讨了半潜式平台运动响应的影响因素。论文的主要内容包括以下几个方面:1.在三维势流理论的基础上,利用ANSYS-AQWA软件,建立半 潜式平台的水动力模型,计算分析平台的水动力性能,获得了附加质量、阻尼系数、运动响应幅值算子和波浪力等水动力参数。 2.根据作业水深和半潜式平台的特点,将平台的系泊系统初步设计为8根对称布置的悬链线式系泊系统。再利用前章节计算的频域水动力结果,对半潜式平台和系泊系统在生存载况、作业载况,以及风浪流联合作用下进行时域耦合动力分析,计算了平台的响应历时曲线和系泊线的张力变化曲线。 3.进行模型试验验证研究,在频域和时域计算分析中各选取了一种典型工况,结合模型试验结果进行验证分析。分析表明,在规则波中仿真计算和模型试验结果吻合度很高。 在复杂工况的时域分析中,虽然二者之间存在一定的误差,但依旧能较准确 的预报出平台的运动响应和系泊性能。因此,利用AQWA仿真计算平台的水动力性能具有可靠性和实用性。 4.在上述研究的基础上,通过数值计算分析的方法,探讨了半潜式平台运动 响应的影响因素。计算模型仍旧为原半潜式平台,分别计算了不同重心高度、吃
水深度和是否带有垂荡板对平台运动响应的变化规律,为今后半潜式平台的优化设计提供一定的参考。 本文的研究内容对于使用AQWA仿真和模型试验来研究半潜式平台的水动力问题有一定的借鉴作用;同时,本文探讨的半潜式平台运动响应的影响因素,所得到结果对于半潜式平台的设计和结构优化具有一定的意义。
深海半潜式钻井平台的总布置
深海半潜式钻井平台的总布置 深海半潜式钻井平台的总布置 ●文/中国船舶工业集团公司708研究所刘海霞 随 一 ,总布置原则 平台总布置是一个工艺流程确立,功能区 块划分,系统布置规划,设备参数落实,结构 设计协调等综合设计过程,是半潜式平台总体 设计的重要内容之一,不但对平台的作业性能 有十分重要的影响,而且也是后续设计和计算 的主要依据.通常在方案构思,船型,尺度, 表I隔水导管存放形式对比 技术形态等要素确定时就需对总布置做初步规 划,绘制总布置草图,以配合运动性能,稳性, 定位能力等性能计算和总体方案的确定.在注 意其构造,用途,作业等特殊要求的同时,应 遵循以下基本原则: (1)满足作业要求.以平台的功能目的为核 心和基本出发点,合理布置钻井设备,确保钻 井作业的可行性,便利性. (2)确保稳性,运动性能,定位能力等技术 性能,这是平台安全运营的根本. (3)妥善考虑平台的各部分质量分布,注意 平台的重力平衡,合理性与施工工艺. (4)防火及防爆等安全问题至关重要,在初 步规划总布置时即要避免或降低在危险区域中
布置机械,电气等设备所引起的安全隐患和成 本费用增加. (5)与主尺度,结构形式,系统要求等综合 考虑. (6)注意设备维护及升级的空间,适当为 钻井新技术的应用(如双梯度钻井,欠平衡钻井 等)和平台的功能扩展预留空间,并关注岩屑 处理等环保问题. =,关键技术点分析 1,可变载荷 可变载荷是深海半潜式钻井平台关键性能 指标之一,主要由平台的作业水深,钻井深度, 方式1与方式2的重心高度差对平台整体的影响(平台作业状态排水量以50000t 计入):(11.93—11.1)×2700/50000=0.04m 2011/5WWW.shipsources.corn造船工业43 ■特别关注S皿eCia-肌ention 船型,主尺度所决定.可变载荷通常 指甲板(含立柱)可变载荷,主要包 括人员,备品,钻井设备可变载荷(防 喷器,采油树,测井设备等),钻具(隔 水管,套管,钻杆,油管等),钻材(水 泥,土粉,重晶石,袋装品,泥浆). 钻井水,盐水,基油等钻井液及燃油, 淡水均布置在下浮体内,从性质而言 也属可变载荷,但从对平台性能的影 响而言,其敏感度不如甲板可变载荷, 所以一般所指的可变载荷并未计入此 部分.但对于深海半潜式钻井船,可 变载荷应包括以上各部分.
海洋平台设计原理
1)海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？ 固定式平台：重力式平台、导管架平台（桩基式）； 活动式平台：着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）； 半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张力腿式平台（TLP） 2)海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？ 固定式平台。优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风 暴的能力强。缺点：机动性能差，较难移位重复使用 活动式平台。优点：机动性能好。缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求 半固定式平台。优点：适应水深大，优势明显。缺点：较多技术问题有待解决 3)导管架的设计参数有哪些？（P47） 1、平台使用参数； 2、施工参数； 3、环境参数：a、工作环境参数：是指平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准 4、海底地质参数 4)导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？（P54） 1、上部结构轮廓尺度确定：a、甲板面积；b、甲板高程 2、支承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶高程；b、导管架的底高程；c、导管架的层间高程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四角腿柱采用的典型斜度1：8）；e、水面附近的构件尺度；f、桩尖支承高程 5)桩基是如何分类的？ 主桩式：所有的桩均由主腿内打出； 群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四角主腿下方设桩柱 6)受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？（P93） 1、现场试桩法：数据可靠，费用高，深水实施困难； 2、静力公式法：半经验方法，试验资料+经验公式，考虑桩和土塞 重及浮力，简单实用； 3、动力公式法：能量守恒原理和牛顿撞击定理，不能单独使用； 4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。 7)简述海洋平台管节点的设计要求？（P207） 1、管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝立体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中心轴线； 2、设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩而产生的应力。在高约束的节点中，由于厚度方向的收缩变形可能引起的层状撕裂 3、一般尽量不采用加筋板来加强管节点，若用内部加强环，则应避免应力集中 4、一般受拉和受压构件的端部连接应达到设计荷载所要求的强度。
海洋工程概论论文
海洋工程概论论文 15级海洋工程与技术黄嘉荣 内容概论：本文就我国的海洋工程发展现状，趋势和前景进行分析和探究，了解到我国的海洋工程技术发展的迫切需要和未来的发展空间。 海洋工程，从广义上说，所有涉及货与海洋环境有关的工程都可以归入海洋工程研究的范围，如我们经常谈论的海洋平台，系泊系统，海底管线以及其他开发海洋资源的设备和工程建筑，如海浪能源转换系统之类的。海洋工程研究范围有海洋环境动力学，海洋工程结构物设计研究，海上施工技术，以及大部分的船舶工程。 海洋工程，从其所指的建筑物角度来看，实际上包括了两类建筑物：沿岸结构物和近海建筑物。 一．我国海洋工程的发展现状。 1.我国海洋石油工程。 我国海洋石油工程具有巨大的发展潜力，我国海域辽阔，海安县长达18000多公里，海域面积472.2万平方公里，大陆架为130多平方公里，由于中国沿海大陆架是世界上最后一批面积大，易于开采而尚未勘探开发的地区之一，而且水深在120m以内的水域占很大一部分，作业条件优于北海油田（其水深在100m~300m），已经引起全世界的注目1979年以来，经过我国政府批准，利用
外资，同国外联合开发，已经先后与日本，法国，美国，英国等石油公司签订了在渤海，南海的北部湾，莺歌海，珠江口盆地的合作勘探开发合同。我国目前的勘探开发仍处于起步阶段，面临着以下四个方面的挑战：1.我国近海石油地质条件较为复杂，如渤海油田的近岸滩涂地区。2.原有性质特殊，轻，中，重三种油质中，中质和重质油储量可能会多一些。3.国际油价起伏不定，不时处于疲乏状态。4.海况条件比中东等地区差，台风，海冰，地震影响较大。另外，较于其它英，美发达国家，我国海洋石油工程正处于落后的阶段，表现在平台设计，平台材料，平台设备及仪器仪表系统，平台的制作工艺，海上施工安装等方面。 我国海洋工业开始于上世纪60年代末期,最早的海洋石油开发起步于渤海湾地区,该地区典型水深约为20m。到了80年代末期,在南中国海的联合勘探和生产开始在100m左右水深的范围内进行。现在我国也准备加快南中国海油气资源的勘探开发,但这一海域水深在500~2000m,而我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术,因此迫切需要发展深海油气勘探和开发技术。鉴于此,由国家发展改革委员会牵头,组织中石油、中石化、中海油三大公司参与,投入大量资金,共同研究深海海洋油气开发技术。目前,中石油已获批准在南中国海12万km2 的海域勘探和开发油气资源,并以辽河油田和大港油田为基地成立了海洋石油工程公司。中海油也已获批准在南中国海7万多km2的海域勘探和开发油气资源,并且已有8个区块开始向全球招商,积极寻求外部合作。另外,其子公司中海油服股份公司也投入巨资开始建造122m(400ft)深水钻井平台,并