[發明專利]自升式平臺三角桁架式樁腿等效的方法

有效

• 申請號: 201210448429.8
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103806423A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 梅榮兵;姚云熙;那榮慶;戴挺;馬延德;趙杰;石強;田天;蘇銀燕
• 申請（專利權）人: 大連船舶重工集團有限公司
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 劉琦

技術領域

本發明涉及海洋工程設計技術領域，更具體地說，涉及三角桁架式樁腿穩性分析的改進。

背景技術

隨著陸地油氣資源的減少，海洋勘探開發工作的增加，世界經濟發展所需的石油、天然氣等資源開采將逐步轉移到海洋。自升式鉆井平臺作為一種移動式鉆探裝置，以其優良的定位能力和作業穩定性好，是大陸架海域的油氣勘探和開發的重要裝備之一。自升式平臺的穩性分析是自升式平臺設計過程中的關鍵技術之一，樁腿的風模型建立和風載荷計算是平臺穩性計算分析中的一個重要組成部分，也是穩性計算的重要輸入數據之一，直接關系到穩性分析的結果。

本發明對自升式平臺三角桁架式樁腿等效的方法進行了闡述。現有技術的三角桁架式樁腿結構，如圖1和圖3所示，包括三根直立的弦桿1（主舷管）、連接各個弦桿1的橫撐2、支撐于橫撐2和弦桿1之間的斜撐4，以及內部支撐的內撐3等多種構件。

根據等效后C_D×D=K的基本理論。其中，C_D為等效后樁腿（圓柱形）拖曳力系數；D為等效后樁腿（圓柱形）直徑；K為恒定值。或者說，C_D是樁腿的實際拖曳力系數；D--用于穩性分析或風載荷計算時樁腿的等效直徑。

也就是說，在確定K值后，在實際確定樁腿穩定時，就可以以不同等效后樁腿（圓柱形）直徑D對應的等效后樁腿（圓柱形）拖曳力系數C_D值進行確定。例如，在進行等效樁腿建模時，為了便于計算，一般選取等效樁腿的直徑為10米（當然要視平臺大小而定），得到的K=3.5；如果取D=10米，那么C_D=0.35；如果K=4.05，D=8米，那么C_D=0.506。C_D用于計算樁腿風載荷的輸入數據（替代原來的形狀系數值），等效后樁腿的高度要與實際的保持一致。

因此如何獲得恒定值的K，是進行樁腿穩定分析，以及樁腿風載荷分析的基本依據。

發明內容

針對上述內容，本發明一種自升式平臺三角桁架式樁腿等效的方法，旨在確定等效理論中C_D×D=K這一公式中的K值，從而將三角桁架式樁腿等效成圓柱形樁腿，以達到簡化自升式平臺完整穩性和破艙穩性分析中的風模型建立和樁腿風載荷計算的目的。

為了達到上述目的，本發明提供了一種自升式平臺三角桁架式樁腿等效的方法，包括如下步驟：

S1、測量或設計確定三角桁架式樁腿中所有構件的如下參數：

D_i--第“i”個構件的直徑；

li--構件‘i’長度；

s--橫撐間距；

β_i--第“i”個構件與水平面間傾角；

α_i--第“i”個構件軸投影到水平面內與流向夾角；

C_Di--第“i”個構件單一構件的拖曳力系數；

θ--風向入射角度；

W---單個弦桿的齒條根部到齒條另一端的端部的水平距離,

C_DO--管構件的拖曳力系數，取0.5；

C_D1--投影直徑W對應的流向垂直于齒條時的拖曳力系數;

S2、根據如下公式，獲得C_D·D＝K中K值；

K=(ΣDi2li/s)ΣCDei---(1)]]>