1、自升式平台的强度分析研究动态

自升式平台的主船体是一个双层底的单甲板箱形或者是单层底的甲板箱型。根据相关的强度要求以及作业的具体情况，平台甲板内部通常设有纵向以及横向舱壁。在平台主甲板，底板和舱壁等甲板上也需要设有扶强材或加强筋等加强结构以此来保证结构的强度要求。在平台两根桩腿之间的连接线上，设有强力舱壁。生活舱室、钻台、油管、主副吊机、救生设备、直升飞机平台等布置在甲板上。

在甲板下面布置柴油发电机舱，以及淡水舱、燃油舱、压载水舱等各种舱室。平台主体分为三角形，矩形，五边形，对应的平台桩腿有三根，四根，五根，分别三腿形平台、四腿形平台和五腿形平台等[7]。如图1-1所示：

平台主船体结构型式

当平台处于自存状态和作业状态时，桩腿支撑主船体且距海平面一定的距离以保证平台的自存和正常作业。此时桩腿不仅要承受平台本身自重以及平台上的可变载荷，还要承受风载荷，浪载荷，流载荷的联合作用。桩腿的型式可分为壳体式和桁架式两种，如图1-2和图1-3所示：

一般来说，具备壳体式桩腿的平台作业水深小于60m，建造比较简单，构造也坚实。当水深大于60m时候，壳体式桩腿就变得不适用，因为此时需要消耗大量钢材来建造壳体式桩腿，经济性就显得不足，而且平台所受的波浪载荷也会因桩腿尺寸的增大而增大，此时桁架式桩腿就具有较强的适用性。桁架式桩腿由一般由弦杆、水平撑杆和斜撑杆三个部分组成，桩腿的横截面一般采用正方形或者三角形。桁架式结构的桩腿受到的波浪力和海流力相比于壳体式桩腿有大幅度的减少，正因为桁架式的结构特点可以减小波浪载荷作用在桩腿上的力，因此适合深海作业。由于海洋资源开发及研究的趋势越来越趋于深海，因此桁架式结构的桩腿在自升式平台上得到迅速的普及。图1-4为壳体式桩腿的自升式平台。壳体式桩腿的自升式平台

自升式平台的升降系统主要有插销式液压升降机构和齿轮齿条升降机构两种。插销式液压升降机构利用液压缸的驱动使平台主体与桩腿之间实现上下运动，并利用插销插入销孔内将平台主体锁紧固定在桩腿上以保证作业巡航的需要。这种升降机构的升降速度虽然缓慢，但传动效率较高。另一种是齿轮齿条升降机构，装有这种升降机构的平台桩腿上会安装齿条，工作时驱动齿轮变速机构带动齿轮转动，从而使平台主体相对于桩腿进行上下运动，并依靠锁紧装置将平台主体固定在某一高度上[8]。这种升降机构便于操作，但对齿轮的强度标准较高，并且由于齿轮变速箱与齿条附在桩腿上使得桩腿较一般而言较粗。插销式、横闩嵌合式升降机构适用的自升式钻井平台作业水深一般为不超过60m的浅水水域，一般被圆柱形桩腿采用。桁架式桩腿的自升式平台并且装备齿轮齿条式升降机构作业水深一般为150m以内的深水水域。

赵开龙以自升式钻井平台为研究对象，在有限元软件Patran的基础上，建立板梁结合的主船体模型。根据CCS规范，将海底泥面以下3m处设为绞支。平台主体与桩腿之间是通过齿轮齿条耦合的，并用MPC连接。在建模过程中，设定主从节点来模拟两者之间的关系。分别对风暴自存工况、甲板载荷最大工况和预压载工况，考虑施加设备重量、自身重量与各种波浪载荷，流载荷等得到主船体结构屈服校核结果。根据CCS规范，该平台的结构强度符合规范要求[10]。郝黎晶以C-T Spar平台主体结构初步设计为基础，根据APIWSD规范，利用DNV/Wadam软件对结构所受的波浪载荷进行分析，同时在作业状态下对平台主体结构的总体强度进行了有限元分析计算，得到平台主船体的变形和应力分布，为今后深水平台的设计研究提供了宝贵的经验[11]。 自升式平台的强度分析国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_203556.html