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教案总纲一、课程目的任务使学生初步掌握运用海洋平台规范进行设计的方法，加深对规范的理解和认识。
二、教学基本要求使学生了解学习本门课程的意义；了解规范制定的主要依据；规范中主要条款的运用方法；如何运用规范进行平台结构设计。
三、课程内容及学时安排第一章概述 2第二章设计载荷 2第三章设计通则 6第四章自升式平台 4第五章半潜式平台 2第六章坐底式平台 2第七章水密舱壁与深舱舱壁 2第八章课程设计 4四、教学方法及手段根据教室安排情况，尽可能使用多媒体教学。
授课中以讲课与设计实例相结合。
五、教材及主要参考资料中国船级社.海上移动平台入级与建造规范.人民交通出版社，1992.中国船级社.海上移动平台入级与建造规范.人民交通出版社，2005.孙丽萍，聂武编.海洋工程概论.哈尔滨工程大学出版社，1999.李治彬编.海洋工程结构.哈尔滨工程大学出版社，1999.中国船舶工业总公司.船舶设计施用手册-结构分册.国防工业出版社，2000.第一章概述1.1 课程性质介绍本课程主要授课对象；学生未来分配方向-中石油等相关企业；石油工业的开采与发展-开采技术、成本、海洋平台的用途；授课的方式-每次课以几个重点问题进行讨论。
1.2 规范在专业中的地位和作用1)什么是结构规范？结构规范—对船舶（海洋平台）结构及构件的形式、强度、刚度、稳定性以及建造工艺、焊接、材料等做出规定并强制执行的法规。
规范的特点：权威性（强制执行）、合理性、实用性（简单、易懂）。
2)什么是结构规范设计？结构规范设计—以结构规范为设计依据，确定船舶（海洋平台）结构形式、结构布置、构件规格以及结构使用的材料、焊接、建造工艺等，从而使船舶（海洋平台）具备足够的强度、刚度、稳定性的设计方法。
3)规范在专业中的地位和作用规范是专业理论的总结；规范是理论与实践的产物。
4)结构设计的一般步骤确定结构形式（构件的布置）、载荷、简化力学模型、选取构件（带板、剖面模数计算）、计算应力、根据材料和经验确定许用应力、比较二者值得出结论。
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。
海洋平台 -30 题答案红字的为待完善或不确定的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？固定式平台导管架平台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）。
半固定式平台牵索塔式平台（ Spar）：张力腿式平台（TLP）：2.海洋平台有哪些类型？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.设计半潜式平台的关键技术有哪些？总体设计技术、系统集成技术、钻井系统集成与钻井设备技术、平台定位技术、结构强度与疲劳寿命分析技术、平台制造技术等。
（深水半潜式）4.设计 SPAR 平台的关键技术有哪些？目前对 Spar平台的研究主要集中在平台动力响应、系泊系统、疲劳分析、垂荡板和侧板的设计研究以及平台主体与系泊系统、平台构件之间的相互作用的耦合分析 ,同时 ,浮力罐与支架间的碰撞问题近年来也成为研究的热点问题之一5.海洋平台的设计载荷分为哪三类？各类载荷的定义？使用荷载：平台安装后，在整个使用期间，平台受到的除环境荷载以外的各种荷载。
环境荷载：由海洋的风、波浪、海流、海冰和地震等水文和气象要素在海洋平台上引起的荷载。
施工荷载：平台在施工期间所受到的荷载，是发生在建造、装船、运输、下水、安装等阶段的暂时性荷载。
6.在导管架平台建造过程中常见的施工措施有哪些？吊装力：平台预制和安装过程中对平台组件的起吊力。
装船力：直接吊装 & 滑移装船，强度 & 稳性校核。
运输力：驳船装运 & 浮运，支撑力 & 拖航力。
下水力和扶正力：导管架平台安装。
安装期地基反力：地基的支撑力。
7.在海洋平台服役的过程中使有载荷有哪些？同下8.试分析活动载荷和固定载荷有哪些？固定荷载：作用在平台上的不变荷载，当水位一定时荷载为一定值。
海洋平台高压电站的电能质量控制研究随着全球对可再生能源的需求不断增长，海洋平台高压电站作为一种新兴的电力发电方式，受到了广泛的关注。
海洋平台高压电站主要依靠海洋潮汐、波浪、海流等能源进行发电，具有环保、可持续等优势。
然而，由于海洋环境的特殊性和复杂性，电能质量控制成为海洋平台高压电站建设和运营中的一大挑战。
海洋平台高压电站的电能质量主要包括电压稳定性、频率稳定性、电压波动和谐波等方面的要求。
电压稳定性是指电能供应系统在负荷变化时，保持电压水平基本不变。
频率稳定性是指电能供应系统在负荷变化时，保持频率水平基本不变。
电压波动和谐波则是指电能供应系统中电压的波动和谐波水平应在可接受的范围内。
在海洋平台高压电站建设和运营过程中，为保证电能质量的稳定与可靠，我们需要从以下几个方面进行研究和控制：1.电能供应系统的设计和优化海洋平台高压电站的电能供应系统设计应考虑电源选择和电网接入方案，以保证电能质量的稳定。
选择适当的电源，并对电源进行合理的配置，可以有效降低电能质量问题的发生率。
同时，考虑到海洋环境中复杂的气候和水域条件，电源和电网的接入应满足对环境的适应性，并具备良好的可靠性和稳定性。
2.电能质量监测与评估建立完善的电能质量监测系统，可以实时监测电压、频率、波动和谐波等参数的变化情况。
通过对电能质量的监测与评估，可以及时识别和解决存在的问题，提高电能质量的稳定性。
此外，建立有效的数据管理与分析系统，可以对海洋平台高压电站电能质量进行长期跟踪和分析，提供科学决策的依据。
3.电能质量控制的技术手段在海洋平台高压电站的电能质量控制过程中，可以采用多种技术手段来解决电能质量问题。
例如，通过合理的变流器控制策略和滤波器设计，可以减小电能质量波动和谐波的水平；通过增加电容器和电感器等元件，在电网中实施无功补偿，提高电能质量的稳定性。
此外，利用智能控制系统和故障检测技术，可以实现对电能质量问题的自动监测和修复。
4.海洋平台高压电站维护与管理海洋平台高压电站的长期稳定运行需要进行有效的维护与管理。
海洋平台，系统多样化，比较复杂，主要由这些问题：（以semi-submersible为例）1）总体问题：譬如是否采用DP(DP 3?)还是mooring type, how many colums(it is very important to payload and stability); 平台的容许位移。
2) 井架，钻井模块，发电机功率的选择，mud pump的大小，升沉补偿装置的选择，钻井/固井/测井/录井的方法/过程，什么是casing,什么是导管，钻杆多粗，什么是drilling pipe 的viv, 井底的高压高温gas/oil在piping上升过程中结蜡怎么处理？3）钻杆在钻的过程中断裂怎么办？4）泥浆是如何循环回收处理的，钻渣如何处理？倒入海洋？5）海洋平台的稳性计算可比船复杂，原因有2点：1是没有几个人知道钻井的过程，自然您也不知道该check哪几种工况，绝对不是什么满载出/到港，2就是，海洋平台的旋转理论上有无穷个，船基本上算1个。
6）结构方面，要计算:air gap/ mooring analysis/global analysis/fatigueanalysis/blast wall (nonlinea)/drop of heavy object/等，这比船舶的舱段模型复杂的多，应为你需要直接计算波浪载荷，主要适用aqwa/sesam/moses等，前一段时间看到708发表了一些这方面的文章，很是不错。
7）平台的拖航/就位/应急撤离/如何返回井位也是一个研究的方面。
8）。
一．海工与一般造船有什么分别，具体来说海工建造分哪几个模块？？答：海洋平台主要分为井架、甲板模块、甲板腿和导管架等几部分。
具体说来海工与船体的区别为：1，海洋平台所用的材料都多为低合金高强钢，耐腐蚀耐低温且焊接性好。
对钢材的要求高！2，海洋平台设计要求的结构强度系数更高，所受的环境载荷更加复杂。
譬如一座处于迁移状态的自升式平台其桩腿上的力就有：由于结构在波浪中升沉、横摇和摇艏运动引起的惯性力、重力以及风力等。
海洋平台微电网电压稳定性评估张安安;黄维维;杜振华;李红伟;吴华兵【摘要】针对海洋平台微电网的特点,设计了海洋平台微电网电压稳定性评估方案,对海洋平台微电网电压稳定性问题进行了分析研究.以渤海地区某海洋平台微电网为例,综合应用特征值法和L指标法识别出了海洋平台微电网的电压薄弱节点,进而对系统的电压薄弱节点进行了静态电压稳定裕度的评估,分析了该系统的电压运行水平;最后根据该平台微电网搭建仿真模型,在考虑典型故障场景下进行了暂态电压稳定性分析,比较其时域仿真结果与静态评估结果,验证了方案的有效性.本文研究可为有效监测海洋平台微电网电压运行情况,提高电压的运行质量等方面提供一定的借鉴意义.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】6页(P143-148)【关键词】海洋平台;微电网;电压稳定性;L指标法;特征值法;PV曲线法;QV曲线法【作者】张安安;黄维维;杜振华;李红伟;吴华兵【作者单位】西南石油大学电气信息学院四川成都610500;西南石油大学电气信息学院四川成都610500;中海油节能环保服务有限公司天津300457;西南石油大学电气信息学院四川成都610500;西南石油大学电气信息学院四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TM761海洋平台微电网[1]作为海上工作平台的主要供电系统，其供电的稳定性直接关系到海上大型设备的正常运转乃至整个海洋平台的正常运行[2-3]。
海洋平台微电网除了一般陆地微电网所具有的供电灵活、能源利用率高、传输费用低和系统线损小等特点[4-5]外，还因处于海洋这一特殊的环境而具有自身的特殊性：系统容量相对有限，一般由容量相同的几台燃气轮机机组并联运行供电；负载工况的变化比较剧烈，大型负载的启动会对电网造成很大冲击；系统传输线为长距离海底电缆，其电容效应较大，对电网影响明显；系统的工作环境复杂恶劣，对电气设备的性能造成严重影响，系统维护成本很高；系统主要使用燃气轮机作为分布式电源，不是传统意义的无污染能源等[6-7]因此，海洋平台微电网电压稳定性问题较为突出[8]。
浮动式钻井平台的稳定性分析及改进措施浮动式钻井平台是海洋石油勘探与开发中常用的设备，它能够在海上进行钻井作业。
然而，由于海洋环境的复杂性，浮动式钻井平台的稳定性成为一个关键问题。
本文将对浮动式钻井平台的稳定性进行分析，并提出改进措施。
首先，稳定性分析是评估平台在不同海况下的承载能力和安全性的关键步骤。
稳定性分析通常涉及到平台的静态稳定性和动态稳定性两个方面。
静态稳定性分析主要考虑平台的重心位置、浮力与重力的平衡关系以及平台的水线面积。
平台的重心位置应该尽量保持在平台中心的位置，并保持合理的高度，以保证平台的垂直稳定性。
此外，平台的浮力应该与其自身的重力相平衡，以保证平台在水中具有足够的浮力。
同时，平台的水线面积需要合理设计，使得平台在不同的浪况下具有良好的平衡能力。
动态稳定性分析主要考虑平台在海浪作用下的响应。
平台的动态稳定性受到风浪、水动力和柔性的影响。
为了提高平台的动态稳定性，可以考虑以下几个方面的改进措施。
首先，通过增加平台的结构刚度可以提高平台的动态稳定性。
结构刚度是指平台在受到外力作用时，能够保持较小的变形或变形量的能力。
增加平台的结构刚度可以减少平台产生震荡的可能性，提高平台的动态响应能力。
其次，通过改善平台的抗倾覆能力可以提高平台的动态稳定性。
抗倾覆能力是指平台在受到倾覆力矩作用时，能够保持自身平衡的能力。
可以通过在平台的底部增加重物或者降低平台的重心位置来提高平台的抗倾覆能力。
另外，通过采用主动控制系统可以提高平台的动态稳定性。
主动控制系统通过感知平台的倾斜角度和受力情况，并根据预设的控制策略来调整平台的姿态。
主动控制系统能够及时响应外部环境的变化，提供实时的控制，从而提高平台的动态稳定性。
此外，对于浮动式钻井平台的改进措施还可以包括对平台的吨位和尺寸进行优化设计，以提高平台的稳定性。
同时，对于平台的海事设备和系统的管理和维护也是非常重要的，确保设备和系统的正常运行，以保证平台的稳定性。
海洋平台稳性，是海洋平台在拖航、下沉或使用过程中抗倾覆和抗滑移的能力。
主要包括漂浮稳性和坐底稳性。
一、漂浮稳性平台受到外力和风、浪的作用而倾斜，当外力消除以后平台复位的能力。
根据平台在拖航和使用过程中是否有破仓，漂浮稳性又分为整体稳性和破仓稳性。
根据平台产生的倾角大小不同，其整体稳性的计算分为小倾角稳性计算（即初稳性计算）和大倾角稳性计算。
这种计算与浮心、稳心、初稳心、稳心半径、复原力矩有关。
浮心浮体排水体的形心，是浮性的主要参数。
浮性是在规定的荷载下平台漂浮在水面的能力。
浮体在水中所受到的静水压力的竖向分量称为浮力(P),浮力的大小与浮体排水的重量相等。
当浮体的重力与浮力大小相等、方向相反且作用于同一竖向线上时，浮体能平衡地漂浮在静水面上。
此时浮体相对于静水面的位置称为浮态。
浮态分为四种：①正
浮状态（图1a）。
浮体的纵轴x 和横轴r 都平行于水面；这种浮态只用一个参数T（吃水）表示。
②横倾状态（图1b）。
纵轴x平行于水平面,横轴r 与水平面成角度θ（称横倾角）浮心C 位置因水下体积变化而移动；这种浮态要用T 和θ两个参数表示。
③纵倾状态（图1c）。
横轴r 平行于水面，纵轴x与水平面成角度嗘（称纵倾角），这种浮态要用T 和嗘两个参数表示。
④一般状态（图1d）。
横轴和纵轴都不平行于水平面,这种浮态要用T、θ和嗘三个参数表示。
海洋平台稳性
稳心作用于浮心C嗞和作用于与C嗞无穷接近的浮心C 嗞+d嗞的两浮力作用线交点,称为与浮心C嗞相对应浮态下的稳心M嗞(图2)。
C0为相应于浮体正浮于水线W0L0时的浮心。
C嗞为相应于浮体倾斜而浮于水线W嗞L嗞时的浮心。
C嗞+d嗞为相应于浮体再作微量倾斜而浮于线W嗞+d嗞L 嗞+d嗞时的浮心；M嗞为稳心。
海洋平台稳性
初稳心正浮态稳心。
初横稳心是浮体自正浮态位置横倾一无穷小角度dθ时的稳心。
其竖坐标zM＝z庩+Ix/V0，式中z庩为正浮态的浮心竖坐标；Ix为正浮态水线面面积对纵轴的惯性矩。
V0为正浮状态排水体积。
初纵稳心是浮体自初始正浮态位置纵倾一无穷小角度d嗘时的稳心。
其竖坐标zM ＝z庩+IFy/V0,式中IFy为正浮态水线面面积对过其面积形心且与横轴平行的轴的惯性矩。
稳心半径稳心与浮心之间的距离。
初横稳心到浮心之间的距离称为初横稳心半径Y＝Ix/V0；初纵稳心到浮心之间的距离称为初纵稳心半径r＝Ix/V0。
复原力矩平台在外力作用下倾斜一个微小角度时，浮心自纵向中间剖面移向入水一弦，而其重心位置通常保持不变。
于是大小相等方向相反的重力D和浮力D作用线产生偏离，形成力偶，当力偶促使浮体回复到原平衡位置时，此力偶称为复原力矩。
当力偶促使平台进一步倾斜时，则称它为
负复原力矩。
小倾角稳性计算当浮体的倾角小于10°～15°时用小倾角稳性计算。
通常假定浮心曲线（浮心轨迹）是以初稳心为圆心,初稳心半径r为半径的一段圆弧。
因此在各种倾角下浮力作用都通过一固定稳心。
此时复原力矩Mh＝D(r-δ)sin dθ≈D(r-δ)dθ,式中D为浮力；δ在正浮态的重心G到浮心C0的距离;r-δ＝h为稳心高度,它表示初稳心在重心之上的高度(当初稳心在重心之下时h为负值)。
理论上,当初稳心高度的最小值h小于零时浮体为不稳定，当h大于零时浮体是稳定的。
但因海上自然条件十分复杂，同时理论计算中必然有很多不确定因素无法准确决定。
所以设计时往往要求浮体的最小初稳心高度大于某一数值。
如半潜式平台h应大于0.15米,欧洲北海油田的混凝土重力式平台要求h 大于0.1米。
虽然稳心高度愈高则复原力矩愈大,因而平台的初稳性愈大,但也不宜太高,否则遇到风浪时浮体将剧烈摇摆。
如果h小于规定的数值则认为该浮体的初稳性不够，必须采取措施，如在浮体上加载以降低其重心或采用辅助浮筒等临时措施以加大水线面处的惯性矩等。
大倾角的稳性计算浮体在外海拖运或工作时，由于受风、浪等自然环境外力的作用。
倾斜角可能大于10°～15°(图3)。
此时仅用小倾角计算将出现较大的误差，必须进行大倾角的稳性计算。
计算时一般仅按其静稳性考虑。
即假定外力是逐渐加到浮体上，浮体缓慢倾斜，其角速度为零，并通过平台在各种荷载情况下倾角与复原力矩和风侧力矩的关系──平台静稳性曲线来研究。
其绘制方法：从平台的正浮位置(θ＝0°)开始，到平台完全倾覆(θ＝90°)为止，等分成若干个倾角位置,如每隔10°为一个位置分别计算出各倾斜位置的倾覆力矩和复原力矩,将各点用线连接,即构成平台的静稳性曲线(图4)。
其复原力矩Mh＝D【rcosθ+(z-zC)sinθ-δsinθ】，式中 z和r 分别是平台倾斜后浮心的竖坐标和横坐标，。
平台的倾覆力矩对于不同种类的平台所考虑的因素是不同的。
对于混凝土重力式平台，其倾覆力矩主要考虑在拖航时由风力作用产生的风侧力矩。
对于半潜式平台，在整个使用期间都是作为浮体漂浮在水面上，因此计算倾覆力矩时除了考虑风力外还要考虑到直升机升降时对平台本体引起的倾覆力矩。
绘制静稳性曲线时，应考虑自由液面的影响加以修正。
验算时，要求平台在浸水点或第二交点之内的复原力矩曲线下的面积比倾覆力矩曲线下相
应的面积大30～40％，即面积A+B≥(1.3～1.4)(B+C)，且复原力矩消失角(复原力矩等于零时的倾斜角值)大于36°。
半潜式平台除了进行静稳性计算外,还要考虑动稳性,其动稳性往往由风洞试验的结果来确定。
破仓稳性平台在一仓或数仓进水后保持不沉不翻的能力。
其计算方法有两种：①增加重量法，把进入破仓内的水看成是增加的荷载；②损失浮力法，破仓后的进水区域的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。
其复原力矩、横倾及纵倾角度都可以根据初稳心公式得到。
以上两种计算方法的结果是相同的
二、坐底稳性平台坐落到地基上以后的稳性。
对于混凝土重力式平台它包括抗滑移稳性和抗倾覆稳性，对于桩基平台主要是桩的抗拔力。
抗滑移稳性当地基的剪切应力超过土壤的抗剪强度时，平台可能沿地基土壤的某一个面发生滑移破坏。
平台抵抗这
种滑移破坏的能力称为抗滑移稳性。
目前通常按照美国石油协会(API)的规范和挪威船级社(DNV)的规范计算混凝土重力式平台的抗滑移稳性。
抗倾覆稳性作用于平台上的水平力产生倾覆力矩，而基底以上的竖向合力则产生抗倾覆力矩。
当倾覆力矩大于抗倾覆力矩时，结构便发生倾覆而倒塌。
在一般情况下，结构的抗倾覆力矩很大，基础承载力或滑移的破坏往往在倾覆之前先发生，故倾覆破坏通常不是控制性的。
但对于水平力很大而竖向力和基底尺寸比较小的结构，则必须验算其抗倾覆稳性。
一般要求抗倾覆安全系数（抗倾覆力矩与倾覆力矩之比值）不小于2。
抗拔力桩基平台在受到外荷载作用时，某些桩中可能出现较大的拔力。
为了保证桩基平台的稳性，拔力应小于桩的容许抗拔力。
确定桩的容许抗拔力的可靠办法是在工程现场进行拔桩试验。
当进行拔桩试验有困难时，可采用经验公式进行估算，即容许抗拔力等于桩身周围总的摩擦力除以安全系数。
