②半潜式海洋钻井平台升的主要作业就是钻井。在深海钻井作业的过程中必须保持钻头恒定接触井底，否则将大大降低作业效率。所以确保半潜式海洋平台在进行钻井作业时钻头恒定接触海底就成为了关键。早期，为了补偿其升沉落差采用的是伸缩钻杆，不过由于其存在钻压不能调节、承载条件恶劣、增加操作难度等缺点，故逐渐被取代。目前半潜式海洋钻井平台主要采用天车补偿、游车补偿以及绞车补偿等方法。不过由于其补偿只针对于钻头，所以在对保持平台的相对稳定没有作用。论文网

③半潜式海洋钻井平台在波浪中的运动响应较小，钻井作业稳定性好，在作业海况下其运动幅值可为升沉±1m，摇摆±20，漂移为水深的1/20。可是由于半潜式平台的工作的水深日益增加，相应的其工作海况也更加恶劣。所以要求半潜式海洋平台能够适应更加恶劣的海况，作业于更深的海域，并且作业时间更长。 

为了使半潜式海洋平台的应用前景更加广阔，打破以上局限，故拟定设计一种可调立柱式结构，使主动补偿波浪成为可能。这种基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台的结构不仅进一步降低了对于动力定位系统研究的难度，还使得半潜式海洋平台在钻井工作过程中钻头可以恒定接触井底，并且相对于原来的半潜式海洋平台其可以适应更加恶劣的海况。

1。3 波浪补偿技术研究现状

1。4 本文主要研究内容

本文的主要内容是基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台的结构设计、主动波浪补偿系统方案设计以及主动波浪补偿系统的液压系统设计，其具体的研究内容包括如下几个方面：

（1）基于主动波浪的半潜式海洋平台的结构设计：确定半潜式海洋平台的方案设计和总体设计，在现有平台基础上对其结构进行改进，设计出新的平台。

（2）主动波浪补偿系统的设计：在完成平台的总体结构设计的基础上，对平台的的可调立柱式结构、辅助支撑立柱结构以及辅助立柱锁紧装置进行进一步的结构设计。对平台进行三维建模，对不合理的零件尺寸和装配关系加以修正，完善主动波浪补偿系统的结构设计。

（3）主动波浪补偿系统的液压系统设计：针对主动波浪补偿系统的结构设计其相应的液压系统，使其在主动波浪补偿控制上成为可能。

（4）对基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台进行强度校核：在设计过程中对于其中的关键性零件进行强度校核，设计出满足强度要求的具体尺寸。使用有限元分析软件对其平台关键零部件和总体进行静强度校核，分析其校核结果，提出合理的优化方案。

第二章

 基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台的总体设计

第2章2。1 基于主动波浪补偿的半潜式海洋平台的方案设计

半潜式钻井平台（Semi-submersible drilling platform）又称作立柱稳定式钻井平台，它是大部分浮体没于水面以下的一种小水线面的移动式钻井平台，其结构是从坐底式钻井平台演变而来的。半潜式海洋平台是由平台主体、支撑立柱和下船体或浮箱组成。此外，在下船体与下船体之间还有一些支撑与斜撑连接。在下船体间的连接支撑，一般都设在下船体的上方，这样，当平台移位时，可使它位于水线之上，以减小阻力。工作时下船体潜入水中，上甲板处于水上安全高度，水线面积小、波浪影响小、稳定性好、自持力强、工作水深大。如图2。1所示：

图2。1 现有半潜式海洋平台示意图

在深海钻井作业过程中为了保证钻井作业的工作效率, 必须保证在钻井过程钻头恒定接触井底。所以对于补偿平台由于风、浪、流作用而产生的升沉落差就势在必行了。目前海洋平台上的对于钻头的深沉落差补偿主要天车补偿、游车补偿以及绞车补偿等方法为主。这些补偿方法的本质都是随动补偿或半主动补偿。它们缺点是：