[發明專利]一種自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法

在審

• 申請號: 201611199787.4
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106802978A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 林海花;孫承猛;張曉宇;樊巖松;張秀巖;王凱;楊軼普;姚湘琳;趙云鶴;周佳;周立師;陳昌榮;于明陽
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;渤海裝備遼河重工有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02B1/00
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責任公司21106
• 代理人: 褚貴良

技術領域：

本發明涉及自升式鉆井平臺技術領域，特別涉及一種自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法。

背景技術：

在自升式鉆井平臺交付船東之前，應在操船手冊中給出平臺作業的環境圖譜，為操作者提供作業指導。但環境圖譜的形式并不固定，不同形式的環境圖譜的繪制方法也完全不同，加上外界環境條件變化多端，在不同的作業水深、風、波浪和海流的組合中，涉及到的計算工況至少成百上千，且每個工況的計算方法和計算過程也非常復雜，使得自升式鉆井平臺環境圖譜繪制成為一項繁重復雜的工作。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法，該方法實現了計算過程簡化實用，計算結果精確可靠，圖譜使用方便，提高了工作效率，方便了操作者的使用。克服了現有平臺環境圖譜繪制方法計算工況眾多，計算時間長，計算過程復雜的不足。

本發明所采取的技術方案是：一種自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法，該方法步驟如下：

一、確定平臺環境圖譜繪制中的所有外界環境參數，包括水深、風速、海流流速和波浪參數；

二、創建平臺總體強度分析模型；

三、分別計算出按照步驟一所選取的不同外界環境參數組成的所有工況下的風載荷、波浪載荷、海流載荷和平臺慣性載荷，并將這些環境載荷施加到平臺的總體強度分析模型中；

四、計算平臺在步驟三中計算出的每個環境載荷作用下產生的側向位移，并由該側向位移使平臺產生的二次彎矩；

五、選擇任一由步驟一所選取的不同外界環境參數組成的工況，計算該工況下各環境載荷作用在平臺上的彎矩和由各環境載荷引起平臺側向位移產生的二次彎矩之和，并根據力的平衡公式，求解出該工況下的平臺樁靴支反力；

六、根據步驟五中選取的所有工況下的平臺樁靴支反力，繪制平臺環境圖譜。

本發明的有益效果是：本發明實現了計算過程簡化實用，計算結果精確可靠，圖譜使用方便，提高了工作效率，方便了操作者的使用。

附圖說明：

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

圖1為三樁腿自升式鉆井平臺側視圖。

圖2為三樁腿自升式鉆井平臺俯視圖。

圖3為環境圖譜示意圖。

具體實施方式：

一種自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法，該方法步驟如下：

一、確定平臺環境圖譜繪制中的所有外界環境參數，包括水深、風速、海流流速和波浪參數；

二、創建平臺總體強度分析模型；

三、分別計算出按照步驟一所選取的不同外界環境參數組成的所有工況下的風載荷、波浪載荷、海流載荷和平臺慣性載荷，并將這些環境載荷施加到平臺的總體強度分析模型中；

四、計算平臺在步驟三中計算出的每個環境載荷作用下產生的側向位移，并由該側向位移使平臺產生的二次彎矩；

五、選擇任一由步驟一所選取的不同外界環境參數組成的工況，計算該工況下各環境載荷作用在平臺上的彎矩和由各環境載荷引起平臺側向位移產生的二次彎矩之和，并根據力的平衡公式，求解出該工況下的平臺樁靴支反力；

六、根據步驟五中選取的所有工況下的平臺樁靴支反力，繪制平臺環境圖譜。

實施例

如圖1和圖2所示，本實施例中的海洋平臺的坐標系為笛卡爾坐標系，其中坐標原點O位于左舷樁腿中心和右舷樁腿中心的連線的中點，并位于樁靴支撐點所在的水平面上，X軸指向平臺艏部為正，Y軸指向平臺左舷為正，Z軸指向上為正。

如圖1和圖2所示，本實施例中的海洋平臺由三個樁靴和三個樁腿支撐，每個樁腿包含三根舷管。如圖2所示，每個樁腿通過固樁系統與平臺的主船體連接。前樁靴支撐點與左舷樁靴支撐點或右舷樁靴支撐點在X軸上的水平距離為Lx，左舷樁靴支撐點和右舷樁靴支撐點在Y軸上的水平距離為Ly。

自升式鉆井平臺環境圖譜繪制方法為：

確定平臺環境圖譜繪制中的所有外界環境參數

平臺環境圖譜中環境參數的確定原則為盡可能覆蓋平臺作業時所可能遭遇到的所有環境條件，包括：

水深，平臺的作業水深應包含技術說明書中給出的作業水深，并包含平臺作業海域的典型作業水深，若無平臺作業海域水深的環境資料，可分別選取1/4最大作業水深、2/4最大作業水深、3/5最大作業水深、4/5最大作業水深和最大作業水深共5個水深。