68 座自升式平台正在进行建造。随着近年来的发展，在工作水深、抗风暴能力、钻进 能力等方面有了长足的进步，但是也存在这一些不足：不同于浮式平台，自升式平台 随着工作水深不断扩大，由于其结构柔性大，结构自振频率降低，尤其是在其自振频 率与波浪频率接近时就会引起显著的动力放大效应，影响正常作业，这种效应同时也 是引起平台疲劳破坏的重要因素。正是由于平台处在一个复杂环境中，承受复杂的载 荷，平台结构更容易受到侵蚀和破坏，使其安全性大大受到威胁。自升式钻井平台的 结构主要包括平台船体、桩腿、桩靴、升降机构、钻井装置等部分。在进行打井作业 时，平台首先将桩腿插入海底，为了避免主船体在工作过程中受到海水运动的影响， 主船体进而会顺着桩腿往上爬升以至离开海面的位置。在完成打井作业后，主船体会 沿着桩腿下降至海面高度，在海面上漂浮，最后将桩腿拔出海底底层，拖航到下一个 井位上继续作业。由此可以得出，平台桩腿在支撑平台结构的主要部分中扮演着重要 角色。桩腿的长度、尺寸和质量会受作业水深加大的影响而迅速增加，导致平台在作 业和拖航状态下的稳定性变差。桩腿因结构不同通常分为柱体式和桁架式两类，随着 水深的增大，波浪载荷更大，结构质量也会随之变大，在这种情况下通常采用桁架式 结构的桩腿。桁架式桩腿由不同的腹杆支撑模式大致可分为三类：（1）K 型，如图 1- 1（a）所示，这种形式较为传统；（2）X 型，如图 1-2（b）所示。改型桩腿结构简单， 不设有水平腹杆，只有斜腹杆和水平内撑；（3）K 型，如图 1-2（c）所示。改型减少 了水平腹杆的设置，采用两个 K 型对接的形式。 

然而在实际作业过程中，海洋环境非常复杂，平台不仅会承受海风、海浪、海流 引起的载荷，还会遭遇到由地震、风暴等引起的极端载荷的影响。正是由于自升式平 台所处的海洋环境相比较陆地环境而言更为复杂，并且还会受到多种随机载荷的影响， 因此其结构的安全性受到巨大威胁。 

（a）K 型                 （b）X 型              （c）inv-K 型 图 1-1 三种常见腹杆形式示意图 

纵观近百年以来的海上石油和天然气资源的开发，全球发生了 60 余起有关海洋 平台的安全事故，事故的原因主要包括油气泄漏、爆炸起火、倾覆沉没等，如墨西哥 湾英国平台漏油事故、北海油田英国采油平台爆炸、加拿大近海平台沉没、中国南海 “爪哇海”号钻井平台沉没。1979 年，中国“渤海 2 号”平台在移位过程中由于操作 不当而导致了沉没事故，在事故中，罹难者达 70 多人。1980 年挪威 Ekofisk 油田 “Alexanderl，Kielland”号平台发生倾覆，导致 122 人遇难。纵观历史，正是因为对 海洋平台所处的海洋环境认识不够全面，导致对平台所受载荷的复杂性、随机性无法 做到精确的预测，对平台结构的损伤积累和服役安全度认识不够充分，才致使这些海 洋平台发生安全事故，造成人员伤亡、经济损失和环境污染等不可挽回的损失。 

我国南黄海海域、东海海域等地区大陆架水深较大，钻井平台需要能适应 76m

（250ft）乃至 183m（600ft）的作业水深。自升式平台的设计需要依托丰富的设计经 验，由于对平台认识和研发的时间较早，相关经验积累得较多，当今自升式平台的设 计公司主要来自于一些发达国家如美国、日本等。由于我国对深水桁架式自升式平台 设计起步较晚，对于关键技术掌握的还不多，导致了对国外进口和依托国外设计公司 设计较为依赖，其弊端主要体现在：1、采购或设计费用昂贵；2、平台的设计、布置、 生产和操作方法等方面还无法完全适应国内环境的需要；3、设备日后的操作、维修 存在困难；4、过分依赖国外进口可能导致我国的海洋石油工业发展落后。因此我国 对此类桁架腿式自升式平台的发展迫在眉睫。通过对其桩腿强度的敏感性研究有助于 我们了解相关参数对桩腿强度的影响，给出平台桩腿最优设计方案，为自升式平台发 展做出贡献。