我国海岸与海洋工程新结构型式概述(河海大学)
海洋工程中的结构分析与设计研究

海洋工程中的结构分析与设计研究海洋工程是指利用海洋资源为主要目的,通过工程手段开发利用海洋资源的领域。
在海洋工程中,结构分析与设计是非常重要的一环。
它涉及到工程的安全性、可靠性、经济性等方面,影响着整个工程的质量和成败。
在海洋工程中,结构分析与设计的研究对象可以是船舶、海洋平台、海底管道等多种类型的结构。
在这些结构中,需要考虑海洋的复杂环境因素,如波浪、风、潮流、浪涌、海水腐蚀等,这些因素对结构的影响是不可忽视的。
因此,在结构设计时,需要针对环境因素进行充分地考虑和分析。
在海洋平台的结构设计中,不同的平台类型需要采取不同的设计方案。
对于浮式平台,需要考虑平台的稳定性和耐波性;对于钻井平台,则需要考虑岩石的稳定性、钻入深度以及钻井的效率等多方面因素。
而对于海底管道的结构设计,则需要充分考虑海底的地形、地质条件,以及管道本身的强度和防腐蚀措施等问题。
海洋工程中结构的分析与设计,不仅关系到海洋资源的利用,也关系到海洋环境的保护。
在石油天然气开采过程中,由于泄漏导致的海洋污染事件时有发生,这些事件给海洋环境带来了极大的危害。
因此,在海洋平台的设计中,需要充分考虑对环境的保护,在平台本身对海洋污染的控制方案上做出充分的考虑。
结构分析与设计是海洋工程中的核心内容,需要充分的理论知识和实践经验。
海洋工程的发展离不开各类研究机构的不断努力,如船舶研究所、海洋资源开发中心等,这些机构不断的开展研究和创新,为海洋工程发展保驾护航。
总之,海洋工程中结构的分析与设计是一个需要综合考虑多方面因素的复杂问题。
只有通过不断地研究、分析和实践,才能够为海洋工程开发利用做出更大的贡献。
港口航道与海岸工程-海岸工程学复习资料 知识总结(膨胀版)

绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线:海洋与陆地的交界线称为海岸线。
2、海岸带:海岸线两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。
海岸带的宽度各国规定不尽相同,我国规定:一般岸段,自海岸线向陆地延伸10km左右;向海扩展到10-15m等深线。
海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。
位于高潮位之上的区域为潮上带,位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带,位于低潮位以下的区域为潮下带。
3、海岸:由后滨、前滨、外滨组成。
后滨(或后滩)常位于高潮位之上,属于潮上带。
前滨又称滩面,位于波浪冲击的上限与低潮海滨线之间的地区,也称潮间带,是受拍岸波浪作用强烈的地区。
外滨又称滨面,属潮下带,从低潮海滨线向外延伸,经过宽度不等的破波区或破波带。
这个区域是破碎的波浪强烈作用下的泥沙运动区域。
二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分为:基岩海岸:一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交,经过波浪作用形成的海岸。
砂砾质海岸:又称堆积海岸,主要是平原的堆积物被搬运到海岸边,再经波浪或风的改造堆积形成。
淤泥质海岸:主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙,在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。
生物海岸:包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。
红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成;珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。
三、海岸线变化的影响因素1)河流影响:河流入海的泥沙在近海沉积和岸滩堆积,造成海岸线的推进。
2)波浪作用:当波浪冲击海岸时,造成岸滩的侵蚀与后退,砂砾质海岸尤为严重。
3)潮汐作用:潮汐相伴产生潮流,潮流冲击岸滩,从而造成对海岸的冲蚀。
4)人类在沿海生产活动的影响:在沿海兴建突堤、丁坝等海工建筑物时会破坏原有的沿岸输沙平衡,岸线必然会改变其轮廓以求达到新的平衡第二章、潮汐一、波浪1.波型:风浪:在风场中风直接作用下形成和传播的波浪。
涌浪:离开风场继续传播的波浪称为涌浪。
混合浪:涌浪在传播进入另一个风场后的波浪。
特征: 涌浪和风浪的频率比风浪:波面粗糙,波长和周期短,波峰陡峭,波峰线短,常出现波浪溢浪(白帽)现象。
河海大学近海与海洋工程重点三

第三章 固定式海上平台第一节 概 述海洋平台是用于海上油气资源勘探、开发的移动式、固定式平台的统称。
利用海洋平台可以在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动。
1. 固定式平台固定式平台是指上部伸出水面,用桩扩大基脚或其他方法支撑于海底,为一定的目的在较长的时间内保持固定位置的海上平台。
桩基式导管架平台:导管架平台是由钢管桩通过导管架固定于海底的海洋工程结构物。
整体稳定性好,刚度大,受季节和气候的影响较小,抗风暴的能力强。
工作水深一般在十余米到200米的范围内,但也有超过300米的。
导管架平台是目前世界上使用最多的一种平台。
可在岸上预制好,然后到海上打桩,平台整体性好,施工快。
缺点:抗腐蚀性差。
重力式平台:一般都是钢筋混凝土海洋工程结构,依靠其本身的重量来保持平台稳定性。
一般分为:钢筋混凝土重力式平台、钢结构重力式平台、钢和钢筋混凝土重力式平台三种。
适用于较浅海域。
水深在200米内均可采用,最佳水深为100米-150米。
要求海底很平整。
优点是,抗腐蚀,防火抗暴、抵御风浪能力强,成本低。
(由上部结构,腿柱,基础组成)海洋平台 固定式平台活动式平台桩基平台 重力式平台 塔架型平台坐底式平台自升式平台半潜式平台浮式钻井船张力腿式平台Spar 平台导管架平台顺应式平台:包括顺应塔式平台(Compliant tower)、拉索塔式平台。
顺应塔式平台与固定平台相似,两者均具有支撑水面设施的导管架钢制结构。
与固定平台不同的是,顺应塔式平台会随着水流或风载荷移动,与浮式结构类似。
顺应塔式平台应用水深可达900-1000米,它的最佳应用范围在200-650米。
各平台的适应水深:重力式平台适用的水深较浅导管架平台适用的水深较深牵索塔式平台可以在较深的水域使用2. 活动式平台坐底式钻井平台:由沉垫、立柱和平台甲板组成。
该平台适用于5-30m,而且海底比较平坦的场合。
沉垫可以是整体式,也可以是分离式。
又称沉浮式平台。
大学工学专业介绍:港口航道与海岸工程

大学工学专业介绍:港口航道与海岸工程主干学科:土木工程、水利工程、船舶与海洋工程
主要课程:水力学、文学、土力学、工程力学、钢筋混凝土、河流动力学、海岸动力学、港口工程学、航道工程学、海岸工程学。
专业概况:
教学实践
包括实验课、课程设计、生产实习、毕业设计等,一般安排40周。
培养目标
本专业培养具备港口工程、航道工程、海岸工程的规划、设计、施工和管理等方面的知识,能在交通、水利、海岸开发等部门从事规划、设计、施工和管理等工作的高级工程技术人才。
培养要求
本专业学生主要学习港口工程、航道工程和海岸工程方面的基本理论和基本知识,受到制图、测量、运算、实验、综合分析和书写报告等方面的基本训练,具有工程规划、设计、施工和管理方面的基本能力。
就业方向
1.掌握工程力学、海岸动力学和建筑结构学科的基本理论、基本知识;
2.掌握港口工程、航道工程和海岸工程的设计方法;
3.具有从事工程规划、勘测、设计、施工和管理的基本能力;
4.熟悉国家有关的方针、政策和法规;
5.了解港口工程、航道工程和海岸工程的发展动态;
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力。
开设院校:
按高校热度排序
[上海]同济大学 [天津]天津大学
[辽宁]大连理工大学 [江苏]东南大学
[山东]中国海洋大学 [江苏]河海大学
[重庆]重庆交通大学 [黑龙江]哈尔滨工程大学
[山东]山东交通学院 [天津]天津城市建设学院
[湖南]长沙交通学院 [江苏]华东船舶工业学院。
港口海岸及近海工程081505

港口、海岸及近海工程(081505)(Harbor, Coastal and Offshore Engineering)学科门类:工学(08)一级学科:水利工程(0815)港口、海岸及近海工程学科属水利工程一级学科,河海大学坚持“港航并重,海河兼顾”的办学特色,在近六十年的教学和科研实践中,为国家培养了一大批栋梁之才、完成了一批原创性成果、解决了一批重大工程关键技术问题,获国家科技进步奖6项(其中一等奖3项),是我国同类专业中设立最早、培养学生最多的学科之一。
本学科为国家重点学科,拥有“水文水资源与水利工程科学国家重点实验室”(“河口海岸综合治理与保护”方向)和“海岸灾害及防护”教育部重点实验室。
现有教授15人、副教授25人、讲师41人,其中博士生导师13人、硕士生导师40人。
“十一五”以来承担科研经费达1.8亿元,出版专著、教材25部,获40余项省部级科技奖励,发表学术论文1300 多篇。
本学科专业毕业生就业去向主要面向水运、水利、海洋等部门和海军部队,主要从事港口、航道、海岸与海洋工程等相关的规划、勘测、设计、施工、管理、教学、科研等工作。
一、培养要求本学科专业培养港口、海岸及近海工程领城的高层次人才,要求具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,掌握本学科理论研究和工程技术的前沿动态,具备独立从事科学研究工作的能力并取得系统的研究成果。
二、主要研究方向1、河口海岸及近海工程水动力环境(Hydrodynamics of estuary, coastal and offshoreengineering)2、海岸风暴灾害与防灾减灾(Coastal storm disaster and its mitigation)3、港口航道工程泥沙与疏浚(Sedimentation in harbor and navigation engineering and dredging)4、工程结构物及其与周围介质的相互作用(Engineering structure and its interaction withsurrounding medium)5、水运工程经济、规划与管理(Economy, planning and management of waterway transportationengineering)三、学分要求博士生课程总学分为18个学分,其中学位课程为12个学分,非学位课程为6学分。
海洋工程结构

Bundled risers
Encompasses several different riser architectures Inspired by architecture of lower pressure drilling
risers. Comprise a core pipe with a number of satellite
7
法国IFP和Framatome企业CLIP隔水管 从20世纪80年代起,法国石油研究院(IFP)和Framatome企业就在开发CLIP隔水管, 如图3~4。开发CLIP隔水管旳主要目旳是为了提供迅速和安全连接旳隔水管接头, 来满足大直径、超深水钻井所需旳高压力压井和节流管线旳连接需要。目前,已经
production resers around it , to which it was attached by guides. The central core pipe also served as the export riser. Each satellite riser had its own tensioner
➢ Riser joint is equipped with syntactic foam buoyancy modules to reduce the weight in water.
12
Low-pressure Drilling Riser
peripheral lines:
➢ 1)kill and choke lines, used to communicate with the well and circulate fluid in the event of a gas kick for which the seafloor blowout preventer(BOP) has to be closed;
《海洋工程结构建造与施工》课程教学大纲

本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述:《海洋工程结构建造与施工》是船舶与海洋工程专业的重要专业知识课程,通过该课程学习了解海洋工程结构建造与施工的工艺过程及方法,掌握船舶、海洋平台等海洋工程结构物的建造与施工设计、工艺方法及海上施工技术方法。
该课程主要包括:船体建造、船舶舾装与涂装、船舶下水、海洋平台建造、海洋平台防腐及海洋平台海上施工等。
2.设计思路:《海洋工程结构建造与施工》是船舶与海洋工程专业学生的重要专业技能知识,使学生在以后的工作中对船舶、海洋平台的建造施工有一定的基础。
该课程以船舶、海洋平台两大主要海洋工程结构物的建造为主线展开讲授,让学生掌握船舶、海洋平台的建造过程及相关基本概念和方法。
课程内容主要分为10章,主要可以分为船舶建造、海洋平台建造两大部分。
对船舶建造的过程及工艺进行详细介绍,然后以船舶建造为基础介绍海洋平台建造,并介绍海洋平台的海上施工。
- 1 -(1)船舶建造本部分是本门课程的核心基础性内容,主要讲授造船工程、船体放样、船体钢料加工、船体装配、船舶下水等内容。
重点掌握船体建造过程、相关概念及方法。
(2)海洋平台建造本部分在船舶建造的基础上,介绍海洋平台的建造,重点介绍海洋平台建造与船舶建造的差异。
重点掌握海洋平台建造过程及海上施工工艺。
3. 课程与其他课程的关系:先修课程:海洋平台结构、船舶与海洋工程结构焊接。
本课程与这两门课程密切相关,学习该课程需具备海洋工程结构及材料焊接等相关知识。
二、课程目标本课程的目标是培养学生的工程技能和运用专业知识的能力,培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。
(1)对我国船舶、海洋平台建造场地条件、技术手段的现状有一定的了解;(2)掌握船体建造的流程及相关概念及方法;(3)掌握海洋平台建造及海上施工的流程及相关概念及方法;(4)培养学生综合运用专业知识解决船舶与海洋工程实际工程问题的应用能力,提高学生的综合素质。
船舶与海洋工程结构分析

船舶与海洋工程结构分析摘要:本论文旨在研究船舶与海洋工程结构分析的相关问题。
通过对船舶结构和海洋工程领域的研究,我们分析了存在的问题,并提出了解决这些问题的方法。
同时,我们还介绍了一些可靠的来源,以支持我们的研究结果。
关键词:船舶、海洋工程、结构分析、问题、解决方法、可靠来源引言:船舶与海洋工程结构分析是航海领域中非常重要的研究方向。
正确理解船舶和海洋工程结构的行为对于设计安全、提高效率和减少成本至关重要。
然而,存在着一些问题需要深入研究和解决。
本论文将着重探讨这些问题并提出相应的解决办法。
一、船舶与海洋工程结构分析的意义船舶与海洋工程结构分析具有重要的意义,主要体现在以下几个方面:安全性评估:船舶和海洋工程结构的分析可以帮助评估其安全性。
通过研究船舶结构的强度、稳定性和抗风浪能力,以及海洋工程结构的承载能力和抗地震能力,可以确保它们在各种环境条件下的安全运行。
结构设计优化:分析船舶与海洋工程结构可以揭示其受力特点和存在的问题,进而为结构设计提供指导。
通过深入理解结构行为和负荷响应,可以对结构进行优化,提高其性能、降低材料成本,并满足设计需求。
节能环保:船舶与海洋工程结构的分析也与节能环保密切相关。
结构的合理设计可以减少阻力和能耗,提高船舶的燃油效率和海洋工程设施的使用效率。
此外,通过考虑环保因素,如废物处理和排放控制,可以使船舶和海洋工程在运行过程中对环境的影响最小化。
技术创新和发展:船舶与海洋工程结构分析的研究为技术创新和发展提供了基础。
通过深入研究结构材料、构件连接、防腐蚀等方面的问题,可以推动新材料、新工艺和新领域的应用,促进船舶和海洋工程行业的发展。
二、船舶与海洋工程结构存在的问题1.船舶结构分析中的疲劳和强度问题疲劳问题:船舶和海洋工程结构在长期使用中,会承受复杂的荷载循环,如波浪、风载、机械震动等。
这些荷载作用下,结构会发生应力的周期性变化,导致疲劳破坏。
具体表现为结构材料中的微裂纹逐渐扩展,最终导致结构失效。
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我国海岸与海洋工程新结构型式概述(河海大学)1、码头重力式码头成功引进了格型钢板桩、大直径钢筋混凝土薄壁圆筒、开孔消浪沉箱结构;开发了具有我国特色的抛石基床水下夯实和爆炸密实方法;引进开发了水下深层水泥搅拌法(CDMA),从而在软基上亦能采用重力式结构。
图1 格型钢板桩码头结构图2 大直径钢筋混凝土圆筒码头结构高桩码头在深水情况下成功采用了全直桩结构和依靠自身变形吸收船舶能量的柔性靠船结构。
图3 全直桩码头结构随着板桩码头结构向大型化发展,其结构亦有很大改进,除普通的拉杆式锚碇板桩外,还出现了斜拉(顶)桩式板桩码头和遮帘式板桩码头。
图4 遮帘式板桩码头中交第三航务工程勘察设计院提出了嵌岩导管架码头结构的新型结构型式。
图5 嵌岩导管架码头结构2、防波堤研究开发了爆破填石的防波堤软基处理技术和大空心率空心方块轻型斜波堤;研究开发了削角直立堤、开孔消浪沉箱结构、环保型的梳式沉箱结构及大直径圆筒结构等;研究开发了削角空心方块混合堤和桩基透空堤;引进、吸收、创新推广了半圆型结构混合堤。
3、耐久性高效能减水剂、膨胀剂的研究与应用是水运工程混凝土技术的重大进展;降低水灰比的同时掺入引气剂是提高混凝土抗冻性能的有效措施;钢筋表面封闭材料的应用及钢筋混凝土电化学脱盐防腐技术的开发可有效提高混凝土耐久性;引进开发的纤维混凝土可大大提高其抗裂性和抗冲击性。
我国沿海深水港口建设面临的重大技术问题1、重大基础技术条件(1)模拟技术数学模拟方面重点研究与开发高、新、精、细数学模型;多因素过程数学模型;数学模型和物理模型相结合的复合模型,包括耦合运转型、综合模拟型和混合计算型;智能化可视化数学模型;随机数学模型。
物理模拟方面重点研究与开发开边界的模拟技术、多向波的模拟技术、波流风同时作用的模拟技术;同时模拟悬移质、推移质、冲泻质和床沙质泥沙的技术。
(2)深水设计波浪标准问题现行港口工程技术规范中,对于承受波浪荷载的港口和海岸工程建筑物,主要是针对近岸浅海情况的,对离岸深水情况是否合适,有待深入研究。
(3)典型工程原型观测选择典型性工程,进行船舶航行轨迹、波浪力、土压力、船舶靠泊速度、系缆力、码头使用荷载、结构位移、沉降等原型观测,为基础理论、应用理论研究积累宝贵的基础资料。
(4)离岸大型码头结构可靠度理论研究如何借助物模试验及相关分析来确定波浪荷载的概率分布型式及参数;改进波浪荷载变量为相关条件下,港口建筑物可靠指标和失效概率分析方法的研究;港口建筑物目标可靠指标合理确定方法的研究;各种港口建筑物新结构型式的分项系数研究等。
(5)畸形波对离岸大型码头结构和系泊船舶运动的影响畸形波对码头结构、船舶运动均会产生极为不利的影响,个别码头发生事故,出现重大损失,可能与此有关。
主要研究畸形波的发生机理、在特定条件下发生的几率、畸形波的内部结构、对工程作用等一系列问题。
(6)离岸海域测量、勘察相关技术的开发重点研究离岸海域如何提高测量、勘察精度和效率问题。
例如,海上原位测试新方法的研究等;外海准确测量定位系统、无验潮条件下的水深测量系统的开发。
(7)大型码头结构荷载研究北方港口海冰的生长环境和规律,开敞式码头与流冰的相互作用原理,建立水工建筑物冰荷载的设计标准;研究波浪与水流共同对重力式码头沉箱群墩、导管架结构及复合结构作用力;针对大型开敞式码头容易出现断缆情况,重点研究系泊船舶在不规则波、流综合作用下作用力计算及最佳系泊方式、护舷布置等。
2、涉及港口重大安全和可持续发展技术问题(1)风暴潮对港口水陆域及航道安全影响研究研究风暴潮增水对码头面高程及陆域高程的影响及寒潮减水对航道水深影响;研究在风暴潮、波浪、水流等复杂动力条件下泥沙骤淤的机理和防淤减淤措施。
(2)大型开敞式码头泊稳条件船舶泊稳条件的标准直接决定了码头的年工作大数及其使用效率,因而影响码头的经济效益。
主要是针对不同的装卸工艺允许对船舶运动量进行全面系统的调查研究和经验总结,提出直接采用船舶的六个运动分量表示的泊稳标准;深入研究各种船舶在浪、流作用下运动模型试验技术和理论计算方法。
(3)大型船舶回旋水域与航道重大参数结合大型船舶性能、安全性要求及通信、导航设施的现代化,研究大型船舶回旋水域与航道合理尺度;研究单、双向航道确定量化标准及航道通过能力计算方法。
(4)大型船舶靠离泊、航行安全控制大型船舶及危险品船舶一旦出事故,损失巨大,对环境方面的影响甚至无可挽回。
主要研究风险估算、安全准则、降低风险的措施等。
(5)陆域形成与疏浚目前尚无区域性大面积填海工程对海洋水质、动力、生态环境影响和填海极限指标的系统研究工作,为此亟需建立区域性填海工程对海洋环境影响的计算模型,确定指定海域工程填海极限指标。
研究疏浚土的综合利用和抛泥区的选择,重点研究利用疏浚土做人工生态岛的可行性和技术问题。
(6)老码头改造技术研究老码头维修加固技术、合适的结构改造型式及商业开发和旅游开发等。
(7)码头维护管理研究重点开发水下结构监控、检查、测量新技术;老码头承载能力和使用年限检测评估技术等。
(8)一体化运输系统现代化沿海港口作为物流链的重要节点,势必要求港口实现与铁路、公路、内河航运等转运实现“无缝衔接”,这需要重点研究解决政策环境、基础设施、信息化等条件。
3、高效化港口装卸工艺开敞式码头主要用于大吨位级别的干散货和液体散货的装卸作业,专业化程度较高。
加上开敞式码头的造价较高,因而十分重视采用高效的装卸工艺和设备以减少码头泊位数。
与集装箱码头营运效率相比,我国的散货码头,特别是件杂货码头营运效率还有巨大的提升空间,应引起高度重视。
为提高件杂货码头的运行效率,亦需要研究专业化生产问题。
设备方面应在传统门机作业的基础上研究大跨距的大型装卸设备,如桥式、龙门式起重机等;堆场装卸工艺应借鉴集装箱码头的操作模式进行设计和管理。
研究如何提高车-船、船-船直取比例,对提高港口装卸效率,建设节约型、环保型港口具有重要意义。
4、大型专业化码头智能化技术研究主要包括实时生产指挥调度系统、自动控制与管理一体化、大型设备状态实时监测系统等。
5、水工建筑物(1)超大型码头新型结构深入研究码头结构型式,重点研究导管架结构、复合结构及超大型沉箱结构;深入研究码头嵌岩技术;深入研究双向、三向预应力混凝土在码头结构中应用的有关技术问题。
(2)波浪-结构-地基的相互作用问题目前通用的设计方法,既不考虑波浪对结构的动力作用,更不考虑通过结构传至地基土壤的动力影响。
主要研究在动力荷载作用下地基土壤力学性质指标的变化和波浪-结构-地基作为一个系统的动力计算模式及计算方法。
(3)护岸与防波堤主要研究适应软土地基的轻型护岸与防波堤结构型式,适应深水、大浪条件的护岸与防波堤结构型式及计算理论,亲水、环保护岸与防波堤结构型式,新型浮式防波堤结构型式及水理特性研究。
(4)大型开敞式码头面高程确定方法现行开敞式码头面高程的确定方法仅适用于透空的桩基梁板结构,不适用于重力式结构和复合结构。
重点研究开敞式大型沉箱重力墩式码头面高程和大型开敞式复合结构码头面高程确定方法。
(5)结构的耐久性主要研究外海混凝土和钢筋混凝土结构防裂、控裂技术,裂缝成因、评估与修复新技术;多因素(波浪、荷载、温差、干湿交替、腐蚀介质等)作用下,材料与结构的失效过程与寿命预测;耐久性设计理论与方法研究;腐蚀实时监控与耐久性预警系统等。
(6)新型专用施工技术、施工设备开发重点研究导管架结构、复合结构、大直径圆筒、超大型沉箱施工技术;双向、三向预应力混凝土施工技术;嵌岩施工技术。
积极研制或引进大型步行式海上升降施工平台及专用施工船舶及机具。
高强度、高耐久性、大流动性的混凝土配合比研究。
海洋平台海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。
目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。
用于海上油气资源勘探与开发的海洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。
若按结构型式及其特点来划分,海洋平台大致可分为三大类:固定式平台、移动式平台和顺应式平台。
固定式平台靠打桩或自身重量固定于海底,目前用于海上石油生产阶段的大多数是固定式平台,它又可分为桩式平台和重力式平台两个类别。
桩式平台通过打桩的方法固定于海底,其中的钢质导管架平台是目前海上使用最广泛的一种平台;而重力式平台则是依靠自身重量直接置于海底,这种平台的底部通常是一个巨大的混凝土基础沉箱,由三个或四个空心的混凝土立柱支撑着甲板结构。
移动式平台是一种装备有钻井设备,并能从一个井位移到另一个井位的平台,它可用于海上石油的钻探或生产,可分为坐底式平台、自升式平台、钻井船和半潜式平台四个类别。
顺应式平台是一种适于深海作业的海洋平台,它在波浪作用下会产生水平位移,可分为张力腿式平台和牵索塔式平台两个类别。
张力腿式平台通过张力腿垂直向下固定于海底,是一种新开发的深海平台,有良好的应用前景。
1、海洋平台结构的主要研究内容(1)张力腿平台的研究张力腿平台是一种理想的深海平台,经过多年的理论研究和实际应用,其设计理论和分析方法日臻成熟,显示出了良好的应用前景。
目前世界各国的学者仍在对张力腿平台进行着积极的研究与探讨。
(2)平台结构动力响应的研究平台结构的动力响应是一个老问题,虽然进行了几十年的大量研究,但目前仍有一些问题尚未得到圆满解决,近年来许多学者仍致力于这一问题的研究。
(3)平台动力定位系统的研究动力定位是保证深水钻井作用的一个关键问题。
(4)智能材料与智能技术的应用(5)冰对结构的作用海冰是一种特殊的物质,其物理力学性能相当复杂,且环境因素和形成条件等方面的影响相当大,因而其对海洋结构的作用很难准确描述。
此外,冰和结构的相互作用受结构型式、尺寸等的影响较大,因此冰对结构的作用始终受到各国的关注。
(6)结构疲劳与断裂2、海洋平台结构的发展趋势人们对海上油气资源需求的不断增加,促使海洋平台结构不断地向前发展。
海洋平台结构应加强以下几个方面的研究。
1、深海平台结构的研究随着海上油气生产向着更深海域推进,以张力腿平台为代表的深海平台必将继续受到广泛的重视和发展,研究热点主要在于:寻求更为经济有效的结构型式,以适应极深海油田或极深海边际油田开发的需要;深海平台结构的非线性动力分析;张力腿平台的张力腿(系索)系统的研究;张力腿平台的锚固基础的研究。
2、简易平台结构的研究在我国油田开发正在由过去的地质储量管理转变为经济可采储量管理的形势下,引入简易平台的概念,并结合我国实际情况积极开展简易平台结构的研究、开发和应用,对于加快我国滩海油田的开发、使更多边际性油田能达到开发经济界限,从而使这些宝贵的储量资源得到开发和利用,具有重要的意义。