3。1。2 液压缸外部连接件的设计与计算 18

3。2 辅助支撑结构及锁紧装置的设计与计算 22

3。2。1 辅助支撑立柱结构的设计与计算 22

3。2。2 辅助支撑锁紧装置的设计与计算 23

3。3 主动波浪补偿系统的液压系统设计 27

3。3。1 液压系统的总体方案设计 27

3。3。2 液压系统的设计 28

第四章 基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台的有限元分析 36

4。1 对平台的主要零件进行有限元分析 36

4。1。1 对支撑球铰中球头的强度校核 36

4。1。2 对连接耳板的强度校核 37

4。1。3 对连接销轴的强度校核 38

4。1。4 对锁紧装置主体的强度校核 39

4。1。5 对锁紧销轴的强度校核 40

4。2 对平台的总体结构进行有限元分析 41

结  论 44

致  谢 45

参考文献 46

第一章  绪论

1。1 研究背景

随着人类社会的发展，人们对能源的需求日益增加，然而陆地的资源的日益枯竭，使得石油天然气开采的重心已经逐渐由陆地转移到了海洋。据有关资料显示，全球90%以上的海洋面积水深为2000～6000m，因而广阔的深海领域必将是未来能源开发的主要基地。

对海洋油石油天然气的勘探开发通常是按水深进行区别的：500m以内的为常规水深，500～1500m范围内的为深水，超过1500m海域为超深水区域。随着大量的油气资源在更深水域中被发现，全球对海洋油气资源的开发已经从近海海域向着深水乃至于超深水海域发展。目前海洋油气钻井工作水深可达3051m，海底采油水深达2196m，海洋勘探井深达9210m，海洋采气井深达7393m，海洋采油井深达7089m。截止至2001年超过1000m水深海域的探井数多达130口，而且这些数据正在随科学技术的发展进一步提高。坐底式平台、重力式平台、导管架平台、自升式平台等主要作业于浅海区域。随着油气勘探开发日益向深海推进，张力腿平台也逐渐显示出其局限性，而钻井船和半潜式平台则成为海洋资源开发的主要选择。并且由于半潜式平台在波浪中的运动响应、对恶劣海况的适应性、甲板可变载荷、自持力等方面具有一定的优越性，所以半潜式平台在深海油气的开发中承担着至关重要的角色。

近年来，海洋科技已成为世界各国关注的焦点，海洋资源开发与应用现已成为当今世界各国的研究热点。2011年9月，国家发展改革委等4部委下发《关于印发海洋工程装备产业创新发展战略（2011－2020）的通知》，2012年8月，国务院发布《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将海洋工程装备产业创新发展上升为国家战略，并列入七大战略性新兴产业。

1。2 半潜式海洋平台的局限性

虽然半潜式海洋平台相较于其他海洋平台有诸多优势，但是在其的研究设计过程中也存在诸多问题，并且在其作业过程中也具有一定的局限性。其局限性主要表现在：

①由于半潜式海洋钻井平台作业时在海面上处于飘浮状态，所以它会受到海上风、浪、流的影响将发生纵摇、横摇和垂荡等运动, 因此必须采用可靠的定位方法对其进行定位。半潜式海洋平台的定位方式主要有锚泊定位和动力定位两种，当水深大于1500m时，多采用动力定位的方式。故利用于深水海域的半潜式海洋平台大多采用动力定位系统进行定位，然而，由于动力系统研制的的难度较大，故其定位方面具有较大的局限性。