自升式平台支撑升降系统结构设计研究

发布时间：2020-05-25 14:27

【摘要】：自升式平台是一种海上活动式钻井装备,目前是我国海洋油气勘探中使用最多的一种钻井平台。支撑升降系统是自升式平台的重要组成部分,其性能直接影响到平台的安全和使用效果。本文介绍了自升式平台支撑升降系统的国内外发展概况,以SUPER M2平台为参考对象对支撑升降系统进行了设计与研究。 根据自升式平台支撑升降系统的设计参数及技术要求,提出了支撑升降系统的总体方案,分析计算了系统的作业环境,即所受的风力、波浪力、海流力、冰力,为支撑升降系统的设计与分析提供了必要依据。 在总体方案的基础上对支撑升降系统的桩腿、桩靴、升降装置和锁紧装置等进行了详细的结构设计,完成了升降装置驱动电机的选择和电路设计,分析了锁紧装置的承载能力并设计了锁紧装置的液压回路。 利用ANSYS软件完成了桩腿在着底状态下的整体强度分析、模态分析和谐响应分析；对下导向架进行了极限工况下的静力分析；对齿轮齿条传动装置进行了接触强度分析,并讨论了改善齿面接触强度和齿根弯曲强度的措施,验证了其结构设计的合理性和可靠性。 对海洋环境下小齿轮的冲击载荷进行了分析仿真,并根据《海上移动平台入级与建造规范》的要求对桁架桩腿进行了冰波流载荷下的动力分析。
【图文】：

底进行钻井作业[s，6!。完成任务后，，降下平台主体到海面，拔起桩腿并将其升至拖航位置，即可拖航到下一个井位作业[s，6]。因此，支撑升降系统的结构对自升式海洋工作平台的安全有着至关重要的作用。自升式平台的工作状态如图1.1所示。剔剔剔别别八消目‘计._洲训七七FJ娜J一三一_滚尽份边暇y段.”又乡，汽汽 A拖航;B下桩;图 1.1C压载;D升船;E工作自升式平台工作状态1.2课题研究的目的和意义1.2.1课题研究的目的自升式平台的支撑升降系统是在拖航、钻井、风暴自存等工况下保证平台安全的最关键组成部分，其性能直接影响到平台的安全及其使用效果lv]。自升式平台的支撑升降

图1.2支撑升降系统类型1.3.1圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置销子、销孔和顶升液压缸是一种升降装置。图1.3所示为由GustoMSC公司设计，比利时RuPelmonde船厂建造的“wIND”号自升式平台支撑升降系统原理图[s]。每一桩腿有两组液压动作的插销和一组顶升液压缸。当装在环梁上的一组环梁销插入到桩腿的销孔中时，一组顶升液压缸的同步动作即可使环梁及销子带动桩腿(或平台主体)升降一个节距，然后进行换手:将锁紧销推入到桩腿的销孔中，退出环梁销，液压缸和环梁复位，下一个工作循环开始11，9]。一一一1一环梁;2一销孔;3一环梁销;4一桩腿;5一液压缸;6一锁紧销;7一甲板;图1.3单环梁支撑升降系统原理图
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P752

【参考文献】

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本文编号：2680287