JU2000E型钻井平台机舱管路优化布置研究

发布时间：2017-11-01 05:08

  本文关键词：JU2000E型钻井平台机舱管路优化布置研究

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【摘要】：海洋工程平台上的管路可以比喻成人体里的血管,只有通过这些管路,才能使平台上各系统功能得以正常连接、发挥作用,所以说管路是海洋工程平台设计中最重要的设计内容之一。与此同时,管路系统设计的好坏还直接关系到平台的经济成本和平台的重量。平台上管系设计大致包括：初步设计、功能设计、详细设计、生产设计和系统支持信息。管路布置设计是在二维或三维空间内寻找满足约束准则,并且能够连接给定起点和终点的管道路径。但是由于平台上管子数量庞大,约束条件复杂、布置空间有限,目前在实际设计阶段中,还是主要依靠经验丰富的设计人员来完成。所以,管路生产设计的优化非常困难,已经落后于利用先进技术、方法来施工的平台建造周期,并且已成为制约平台设计周期的一个瓶颈,因此这是一项亟待解决的技术难题。自上世纪70年代起,国内外学者、专家就开始对管路优化设计问题进行研究,先后经历了从二维空间的简单约束发展到在三维空间内的多目标、多约束,提出了许多解决问题的方法或算法,为管路优化设计的进一步深入研究作了大量的有价值的研究工作,但是到目前为止,还没有形成一套成熟的理论和理想的方法。文中通过结合自身平日工作中所掌握的一些管路优化布置的方法、原则,并且引入可维修性理论和模块化设计理论,从工程实际出发,对海洋工程平台上机舱管路优化设计加以研究,总结出一些适用于海洋工程平台的管路优化布置经验、方法。本文从多方面讨论了机舱管路的优化布置,包括基于可维修性理论的散装泥浆和水泥输送系统管路优化设计；防海生物装置和管路的优化；基于模块化理论的泥浆泵室设备及管路的优化设计；发电机排烟管路上管子支架的优化布置等实际工程优化项目。海洋工程平台上管路设计的好坏不仅关系到实船上管路布置是否美观,同时也关系到管路上相关阀件、附件是否容易可操作,并且更为重要的是海洋工程平台对本身的重量要求非常苛刻,而且管路通过优化布置后可以节省建造成本和建造周期,所以说管路优化布置对海洋工程平台在多方面都有重要的意义。
【关键词】：优化布置 船舶管路 生产设计 维修性 模块化设计
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE951
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 论文研究的背景9-10
• 1.2 海洋工程装备发展现状10-12
• 1.2.1 国外发展现状10-11
• 1.2.2 国内发展现状11-12
• 1.3 论文研究的意义12-13
• 1.4 论文主要研究的内容13-16
• 2 基于可维修设计理论的散料系统优化设计16-28
• 2.1 维修性设计的概念16-17
• 2.2 散料系统管路流程介绍17
• 2.2.1 散装泥浆和水泥输送系统作用17
• 2.2.2 管路优化的意义17
• 2.3 散料系统优化设计思路17-19
• 2.3.1 散料系统的组成17-18
• 2.3.2 散料系统原理18-19
• 2.4 管路优化设计方案19-24
• 2.4.1 基于维修性设计理论的双混料系统19-20
• 2.4.2 需要解决的问题20
• 2.4.3 双混料系统的管路布置20-22
• 2.4.4 模型效果图22-24
• 2.5 涉及其他管路修改24-25
• 2.5.1 液压遥控管路24
• 2.5.2 海水冷却系统24
• 2.5.3 重晶石土粉罐接口24-25
• 2.6 现场施工情况与总结25-27
• 2.7 本章小结27-28
• 3 防海生物装置及相应海水管路的优化设计28-42
• 3.1 电解铜铝防海生物装置介绍28-29
• 3.2 防海生物装置失效原因分析29-31
• 3.2.1 钻井平台防海生物装置简介29-30
• 3.2.2 失效原因分析及解决方法30-31
• 3.3 解决方案和优化方案31-33
• 3.3.1 提高铜铝电极电解电流31
• 3.3.2 更换防海生物装置的类型31-33
• 3.4 优化海水管路布置33-35
• 3.5 海水及相关管路优化设计注意事项35-41
• 3.5.1 考虑设备的维修空间35-37
• 3.5.2 考虑布置的合理性37-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 基于模块化理论的泥浆泵室管路优化布置42-55
• 4.1 模块化理论的概念42-43
• 4.2 泥浆泵室简介43-45
• 4.2.1 泥浆泵的工作原理43-44
• 4.2.2 泥浆泵室的布置方案44-45
• 4.3 基于模块化理论的管路优化45-49
• 4.3.1 管路布置存在的问题45-47
• 4.3.2 基于模块化理论的泥浆泵室管路优化布置47-49
• 4.4 基于AFT软件的管路阻力计算验证49-54
• 4.4.1 AFT流体阻力计算软件简介49
• 4.4.2 选取管路计算模型49-50
• 4.4.3 利用AFT软件进行建模50-51
• 4.4.4 输出计算结果与总结51-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 排烟管管路优化布置55-68
• 5.1 管路及支架的布置55-57
• 5.1.1 排烟管直径的选择55
• 5.1.2 建立管路及管路支架模型55
• 5.1.3 钢管的单位伸缩量55-56
• 5.1.4 计算允许跨距56-57
• 5.2 管路支架上的载荷计算57-63
• 5.2.1 管路载荷示意(支架A-C)57-58
• 5.2.2 A-B处的内力和变位分析计算58-59
• 5.2.3 A-B管段膨胀量计算59
• 5.2.4 B-C处的内力和变位分析计算59-60
• 5.2.5 C-D管段载荷简单计算方法60-61
• 5.2.6 支架载荷计算61-62
• 5.2.7 计算结果62-63
• 5.3 利用CAESAR Ⅱ进行计算验证63-67
• 5.3.1 输入单元数据63-64
• 5.3.2 建立计算模型64
• 5.3.3 给定输入条件64-65
• 5.3.4 输出计算结果65-67
• 5.3.5 计算结果分析67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 赵中敏;;机械设备的可维修性设计策略[J];中国设备工程;2008年07期

2 杨运桃;;舰船模块化技术发展综述[J];中外船舶科技;2006年01期

3 侯辰光;海洋平台防海生物装置的应用[J];中国修船;2004年06期

4 郭剑,朱晓旭,莫达勇,章荣会,田政;对海洋石油生产平台防海生物装置的解析[J];中国海上油气.工程;2002年06期

5 陈璐,蔡建国;可维修性设计及其技术方法研究[J];机械设计与研究;2002年02期

6 袁杰红,陶利民;维修性工程的发展现状与趋势[J];测控技术;2000年09期

7 王琦,谭家华;模块造船法的现状及发展趋势[J];造船技术;1996年08期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨国兵;我国造船业模块化制造网络研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

2 范小宁;船舶管路布局优化方法及应用研究[D];大连理工大学;2006年

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本文编号：1125357