300英尺自升式钻井平台桩腿设计
- 格式:ppt
- 大小:6.03 MB
- 文档页数:36
中文名称:自升式钻井平台
英文名称:jack-up drilling rig
定义:
使用平台自身的升降机构将桩腿插入海底泥面以下的设计深度,平台升离海平面一定高度钻井作业的可移动装置。
应用学科:
海洋科技(一级学科);海洋技术(二级学科);海洋矿产资源开发技术(三级学科)
带有能够自由升降的桩腿,作业时桩腿下伸到海底,站立在海床上,利用桩腿托起船壳,并使船壳底部离开海面一定的距离(气隙)。
拖航时桩腿收回,船壳处于漂浮状态。
作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。
大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内。
自升式钻井平台有两种型式,独立桩腿式和沉垫式。
平台稳定站立后,大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。
在风大浪急的海面不能进行拖航。
1.支撑型式:桩靴式;沉垫式
2.升降装置:液压缸升降(插桩式);齿条/齿轮箱
3.桩腿结构型式:筒型;绗架
4.桩腿数量:3腿;4腿
5.槽口:有槽口;无槽口
6.生活楼的布置:横向布置;周边布置
自升式钻井平台,又称为桩脚式钻井平台,是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。
自升式钻井平台可分为三大部分;船体,桩脚和升降机构。
需要打井时,将桩脚插入或坐入海底,船体还可顺着桩腿上爬,离开海面,工作时可不受海水运动的影响。
打完井后,船体可顺着桩腿爬下来,浮在海面上,再将桩脚拔出海底,并上升一定高度,即可拖航到新的井位上。
自升式钻井平台铁舾装设计的归纳总结作者:陶琛来源:《科技资讯》 2012年第15期陶琛(上海振华重工集团海上重工设计研究院船体与平台设计研究所上海 200125)摘要:本文概括了铁舾装的相关规范要求,结合上海振华重工集团自主研发设计的“振海一号”300FT自升式钻井平台项目,简单介绍了自升式平台铁舾装的设计应用。
关键词:栏杆扶手梯子规范注意点中图分类号:TE92 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0110-011 相关规范的归纳1.1 栏杆和栏杆门《国际船舶载重线公约》(1966年)规定(同CCS《海船规范》、ABS MODU规范),所有露天甲板四周应装设栏杆或舷墙。
舷墙或栏杆的高度应至少离甲板1m,如此高度妨碍船舶正常工作,可准许采用较小的高度,但所提供的适当防护措施应经主管机关认可。
装设在上层建筑和干舷甲板上的栏杆应至少有三档。
栏杆的最低一档以下的开口应不超过230mm,其他各档的间隙应不超过380mm。
如船舶设有圆弧形舷缘,则栏杆支座应置于甲板的平坦部位。
在其他位置上应装设至少有二档的栏杆。
栏杆应符合以下几点规定。
(1)应按约1.5m间距装设固定式、移动式或铰链式撑柱。
移动式或铰链式撑柱应能锁定在直立位置。
(2)至少每3根撑柱应用托架或撑条支持。
(3)如因船舶正常工作需要,可以同意用钢丝绳代替栏杆。
钢丝绳要用螺丝扣绷紧。
(4)如因船舶正常工作需要,可允许在两个固定撑柱和/或舷墙之间装设链索来代替栏杆。
ABS钢船的规定与《国际船舶载重线公约》基本相同,增加了如下对栏杆立柱的要求:每隔2根立柱做一个支撑加强时,kbs= 2.9bs。
每隔1根立柱做一个支撑加强时,kbs=2.4bs。
每根立柱做一个支撑加强时,kbs=1.9bs。
(注kbs为增加后的宽度;bs是船级社认可的标准宽度)当甲板厚度小于20mm时,甲板背面要加扁钢条。
扁钢条尺寸为100mm×12mm,双面焊焊在甲板背面,最小焊角高度为7mm。
现代经济信息300ft自升式平台在升起工况下桩腿强度分析周海波 南通航运职业技术学船舶与海洋工程系摘要:本文以某300ft自升式平台为研究对象,基于DNV SESAM对其桩蹆进行有限元强度分析。
本文对桩腿结构进行了详细建模,采用WAJAC计算波浪和流载荷的水动力,风载荷根据规范计算;采用单自由度方法对桩腿进行强度分析,同时考虑动力放大效应以及二阶P-delta效应;计算出桩腿在升起工况下的最大应力,并根据规范要求对桩腿进行了强度校核。
关键词:自升式平台;桩腿强度;有限元中图分类号:U656 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2018)025-0338-02一、平台主要参数本文计算选取的300ft自升式平台(Jackup)是三角形主体、三条桩腿三角桁架式结构,平台主要参数包括:船体长度、型宽、型深、桩腿横向间距、桩腿纵向间距和设计升起空船重量,分别为62.72m、56.4m、7.75m、37.2m、35.84m、6700MT。
桩腿的主要参数包括:桩腿最大承载、斜撑类型、桩腿截距、弦杆距离、桩腿长度和桩靴底部面积,分别为6000MT、Reversed K、7.5m、10m、135m、175m。
二、平台结构的建模采用SESAM软件的GeniE模块建模,桩腿采用二维梁单元模拟,主船体采用板和梁单元模拟,并对桩靴结构进行了简化。
为了模拟船体真实的刚度,只对高腹板的桁架结构建模,分析桩腿强度不必对主船体进行详细建模,以减小网格数量,加快运算时间。
平台的海底约束处理手段是将桩靴下表面上的结点简支。
桩腿和船体的连接采用释放自由度的方法来模拟,泥土采用简支边界条件。
实例计算结果表明这类方法可靠且合理,广泛应用于工程实践。
三、平台升起工况下的载荷设定桩腿在升起工况中必须满足自存和钻井修井工况的强度要求。
平台升起工况的各个工况工作载荷包括环境条件,泥土条件,重量分布等。
其中自存工况假设为50年一遇环境载荷。
浅谈自升式平台大桩靴技术发表时间:2018-12-13T10:08:52.727Z 来源:《红地产》2017年2月作者:来宣朝[导读] 自升式钻井平台具有较大的作业水深和可变载荷,但由于其桩靴压强较大,难以适应软地层区域,导致类似区块的开发进度长期受阻。
因此,研究一种大桩靴自升式平台,助力油田开发成为必要。
自升式平台大桩靴的应用,解决了大桩靴带来的空间、结构及拔桩能力等问题,形成了大桩靴设计建造系列关键技术,并在油气田开发中取得了良好的应用效果。
1 大桩靴设计背景桩腿和桩靴是自升式钻井平台的重要结构之一,承受整个平台重量的结构。
其强度和刚度特性对自升式海洋平台整体的安全性具有极其重要的影响。
大型自升式钻井平台因其较大的作业水深和可变载荷,受到越来越多国内外船东的青睐,逐渐成为自升式钻井平台的主流。
但由于其桩靴压强过大,难以适应如东部、西部等软地层区域,导致类似区块的开发进度长期受阻,急需有更大桩靴的钻井平台进行作业。
2 大桩靴解决方案2.1 总体方案平台大桩靴设计,在行业内没有成熟经验可以借鉴,只能先期进行详实的可行性分析后,再着手进行建造。
对于桩靴进行的改进,同样没有经验可以借鉴。
本文主要探讨如采用矩形桩靴设计,在理论分析的基础上,是否可以解决改造对船体的影响及桩靴间相互干涉等问题。
如该技术成功应用,则会填补国内大桩靴自升式钻井平台的空白,优化公司船队结构,扩展平台使用范围,为软地层油气田开发提打下基础。
大型自升式钻井平台具有较大的船体和较长的桩腿,以适应大水深作业,这些特点导致平台自重通常在1万5千吨以上,桩靴底面压强可达到普通平台的两倍左右。
在如东海、南海等软地层油气田作业时,有可能导致泥深度增加、穿刺风险增大、拔桩困难等一系列问题。
因此需要对大型自升式平台的桩靴进行加大设计,降低压强。
桩靴作为自升式平台的重要结构之一,其大小受到船体空间以及相关结构强度的限制。
同时过大的桩靴可能导致对崎岖海底的适应性降低,增大平台滑移、拔桩困难及桩靴受力不均等风险。
自升式海洋钻井平台浅谈自升式平台顾名思义是具备自升能力的功能性平台,通过一定长度可以自行升降的桩腿来实现操作高度的变化以适应不同作业水深的要求,有槽口式和悬臂梁式的,现今新建平台基本都是悬臂梁式,一些平台配置有DP(dynamic position)系统从而实现自航和自定位功能,本文仅对不带有DP系统的自升式具备钻井操作能力的平台布置的简析。
自升式平台目前主要有两种形式,独立桩腿式和沉垫式,作业水深范围从12/14 英尺直至550 英尺。
大多数自升式钻井平台的作业水深在250至300 英尺范围内,较浅水深则由一些固定式平台覆盖,比如模块钻机等。
目前主流自升式平台多采用独立桩腿式,主要船型有新加坡吉宝船厂的Keppel Fels B Class ,美国F&G 公司的Super M2 以及JU2000/JU2000E ,荷兰MSC公司的Gusto CJ系列(CJ46/CJ50/CJ70,设计作业水深不同),美国Letourneau公司的Letourneau 116 系列等。
各类型平台各具特色,根据不同的可变载荷(后面会提到其影响)和设备功能配置会有不同的租金差别,但其主要差别目前仍是从作业水深来大致区分,从各自平台造价来说,设备配置占据整个平台的较大部分,再加之一些设计费用和专利费,各类型平台取决于客户的想法和习惯以及使用区域的实际情况等因素。
自升式平台目前主要入级的船级社有ABS(美国船级社),DNV(挪威船级社,目前改为DNV—GL,同德国劳氏合并后简称),CCS(中国船级社)以及较少的BV (法国船级社),目前最主要的是ABS和DNV,原因是其关于钻井平台的要求较为详细完整,并且出台的相应的专门入级的规范,如MODU等,其网站提供相关规范的免费下载,同时每年会有相应的更新,在进行平台设计时应注意该平台入级的是哪一年的规范,同时按照对应规范进行相关设计,有些更改会对相关系统和设备由额外的要求,将会直接的提高建造成本。
2016 NO.03SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技报告导读165 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 300英尺自升式平台设计技术那荣庆 赵杰 伞立忠 戴挺 刘刚(大连船舶重工集团有限公司)摘 要:随着世界经济的繁荣和科学技术的发展,石油作为重要的能源,用途越来越广泛,由此使有限的陆地石油资源已日见枯竭。
石油开采商把目光纷纷投向海洋石油的开发。
在海洋油气开发装备中,自升式平台由于能够适用于不同的海底土壤条件和较大的水深范围,同时移位灵活方便,便于建造,因此应用非常广泛。
该文所研究的300ft自升式钻井平台作业水深为300ft,可在除挪威北海以外的世界范围海域作业,该项目由大连船舶重工自主设计,是国内首座完全具有自主知识产权的作业水深为300英尺(桁架式桩腿)的自升式钻井平台,填补了国内空白。
该项目研究属国内首创,大连船舶重工紧密跟踪市场需求,通过国际合作、自主研发等手段,开展技术攻关,成功解决了平台总体设计技术研究、平台结构设计及强度分析技术研究、平台振动与噪音技术研究、电气控制技术及系统研究、“零”污染排放等关键技术难题,为集团最终形成实船订单提供了重要技术保障。
关键词:自升式平台 总体设计 结构强度分析 振动与噪音 电气系统 “零”污染排放Design Technology of 300ft Self-ElevatingDrilling UnitNa Rongqing Zhao Jie San Lizhong Dai Ting Liu Gang(Dalian Shipbuilding Industry Group Co., Ltd.)Abstract :As the development of world economy and technology, petroleum has became a very important energy source, and been used more and more widely. Many petroleum companies pay more attention to the exploitation of sea petroleum, for the dwindling of limited land petroleum source. Compared with other sea petroleum exploitation equipments, self-elevating platform can be moveable, easily built, and adapted to different environment of seabed and water depth, so it is used widely around the world . The self-elevation drilling rig suitable for 300ft water depth discussed in this article is able to perform all over the world except North Sea of Norway. This rig which is designed by DSIC independently is the first rig with triangular truss type legs, 300ft water depth capacity, and fully China intellectual property, which fill up blankness in drilling rig history of China. This platform is designed successfully for the first time in China. As following market requirement, DSIC overcome on technique difficulties by means of international cooperation and independent research, solved technique problems as platform general design technique research, rig structure design and strength analysis technique research,platform vibration and noise technique research, electronic control technique& system research,Zero-pollution discharge etc, and provide a technique foundation for the final actual order of the corporation.Key Words :Self-elevating Drilling Unit;General Design;Structure Strength Analysis;Vibration&Noise;Electronic System;Zero-pollution Discharge阅读全文链接(需实名注册):/xiangxiBG.aspx?id=65526&flag=1. All Rights Reserved.。