海洋平台设计原理-自升式平台

甘进博士/讲师交通学院海洋工程系2015年11月18日《海洋平台设计原理》课程海洋平台设计原理PrinciplesofOffshorePlatformDesign2教学内容（32学时）海洋工程发展及平台类型海洋平台设计的关键技术海洋环境及平台设计载荷海洋油气开发方式和生产系统导管架平台设计原理自升式平台设计原理浮式海洋平台设计原理海洋平台设计和计算软件专题海洋平台设计应用专题3《海洋平台设计原理》课程自升式平台设计原理自升式海洋平台专题自升式平台简介国内外自升式海洋平台概况第一座自升式海洋平台：“天蝎号”：20世纪50年代，墨西哥湾钻探了第一口井“渤海”1号：1972年，大连造船厂建成交付使用最大作业水深：Rowan“BobPalmer”号：墨西哥湾-168m中石油DSJ300-1型：大连重工设计建造91.4m我国获得自升式平台三种主要方式：直接从国外购买引进：Robinloh-300型，二手平台-改造购买平台图纸国内建造：F&G（L-780型，JU2000型）MSC（CJ46）自主设计建造：40m钻井平台，“港海”1号，CP-300自升式海洋平台专题自升式平台简介我国自升式海洋平台概况平台名称桩腿类型最大作业水深/m制造年份改造年份备注“勘探”2号三根桁架式桩腿带桩靴901976进口“胜利”5号四根圆柱形桩腿带桩靴2519812000进口“胜利”6号四根圆柱形桩腿带桩靴3019822002进口“胜利”7号三根圆柱形桩腿带桩靴3019822002进口“胜利”8号三根圆柱形桩腿带桩靴2019812001进口“胜利”9号三根圆柱形桩腿带桩靴3019781996进口“渤海”1号四根圆柱形桩腿301972国产“渤海”4号三根桁架式桩腿带桩靴9019772001进口“渤海”5号四根圆柱形桩腿4019832002国产“渤海”6号四根圆柱形桩腿4019832001加桩靴国产“渤海”7号四根圆柱形桩腿4019841997国产“渤海”8号“渤海”10号三根桁架式桩腿带桩靴7519801987进口“渤海”9号四根圆柱形桩腿4019841997进口自升式海洋平台专题平台名称桩腿类型最大作业水深/m制造年份改造年份备注“渤海”12号三根桁架式桩腿带桩靴5519781998进口“南海”1号三根桁架式桩腿带桩靴9019762000进口“南海”3号三根桁架式桩腿带桩靴9019772001进口“南海”4号三根桁架式桩腿带桩靴9019782002进口“港海”1号/“中油海”1号四根圆柱形桩腿极浅水深2.519982004国产“中油海”5号/6号三根圆柱形桩腿402007国产“中油海”7号/8号三根圆柱形桩腿402008国产“中油海”9号/10号三根桁架式桩腿带桩靴76.22008国产“海洋石油”931三根桁架式桩腿带桩靴901993进口“海洋石油”941三根桁架式桩腿带桩靴1222006国产“海洋石油”281/282三根圆柱形桩腿402009国产海洋石油901/902三根圆柱形桩腿352009国产“海洋石油”937三根桁架式桩腿带桩靴91.42008国产“海洋石油”936三根桁架式桩腿带桩靴91.42009国产“勘探六号”三根桁架式桩腿带桩靴1152010新加坡制造“海洋石油921/三根桁架式桩腿带桩靴60.92010国产“海洋石油923/三根桁架式桩腿带桩靴60.92011国产“CP-300”三根桁架式桩腿带桩靴91.42011国产“长旭号”四根圆柱形桩腿27德国引进“航工平1号”四根圆柱形桩腿12.4国产我国自升式海洋平台概况自升式平台简介自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台专题自升式平台简介Robinloh-300型CP-30040m钻井平台JU2000型CJ46L-780型自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台构造自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台构造自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台拖航方式湿拖干拖自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台拖航事故湿拖自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台拖航事故干拖自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点自升式海洋平台工作步骤自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点桩腿结构型式壳体式桩腿作业水深≤40m桁架式桩腿作业水深＞40m自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点桁架式桩腿支撑管型式K型X型倒K型自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点桩腿结构型式自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点桁架式桩腿支撑管型式MSCCJ70-X150A型平台（X型）“BobPalmer”号平台（倒K型）高强度、高刚度、节点数量少自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点桩靴结构型式对较硬的海底，较小的支承面（锥形）；对较软的海底，较大的支承面（圆形、方形和多边形）自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点升降装置结构升降机构(JackingSystem)固定机构(FixedFrame)自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点升降机构型式平台升降齿轮布置自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点升降机构型式平台升降机构型式平台固定系统型式自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点齿轮齿条自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点固定系统升降过程中平台浮运及工作状态自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点平台主船体型式及桩腿数量3桩腿，三角形船体6桩腿，可自航4桩腿，矩形船体根据目标任务要求选取，三桩腿经济性好自升式海洋平台专题自升式平台简介自升式海洋平台结构型式及特点平台悬臂梁结构自升式海洋平台专题自升式平台简介海底支撑型式桩靴式沉垫式自升式海洋平台专题自升式平台简介槽口有槽口无槽口自升式海洋平台专题自升式平台简介生活楼的布置周边布置横向布置自升式海洋平台专题自升式平台简介钻井绞车井架天车游车大钩固绳锚铁钻工钻井模块自升式海洋平台专题自升式平台简介顶驱转盘司钻控制室防喷器滑移系统液压油缸钻井模块自升式海洋平台专题自升式平台简介钻井模块泥浆循环系统泥浆净化系统泥浆泵自升式海洋平台专题自升式平台简介美国Friede&Goldman公司Ju-2000A型自升式钻井平台自升式海洋平台专题自升式平台简介美国Friede&Goldman公司自升式钻井平台广告自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程船体样图自升式海洋平台专题自升式平台简介建造过程自升式海洋平台专题经济性评价参数自升式平台简介造价：（1）整平台一次算法：缺少资料，精度要求不高；参考相关平台报价，对升降机构、钻井设备、主要动力动力设备及平台钢结构分项比较；考虑年代因素。（2）分项估算法：船体造价（净重、毛重）&舾装造价&机电造价&升降机构造价&钻井设备造价&其他费用（15%~30%）。年营运开支：船员工资+折旧费（直线折旧）+修理费（岁修&特修，造价提成）+保险费。燃料费（钻井、平时）&润料费其他费用：供应品费+企业管理费+平台停靠码头费。平台作业日租金&平台每年营运天数&年折旧费自升式海洋平台专题投资估算（实例）自升式平台简介50m钻井平台：定义自升式平台简介自升式平台（Jack-upplatform）：系指具有活动桩腿且其主体能沿支撑于海底的桩腿升至海面以上预定高度进行作业，并能将主体降回海面和回收桩腿的平台（CCS）。优点所需钢材少，造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业。缺点桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制。发展最大：工作水深168m（World），91.4m（China）获取方式自升式平台简介直接从国外购买引进+购买平台图纸国内建造+自主设计建造结构组成船体+升降机构+桩腿+桩靴+专业设备+生活模块+直升机平台+吊机+……拖航方式湿拖+干拖工作步骤移航—就位—放桩—预压—升起主体—作业—降下主体—拔桩—提桩—固桩后移航桩腿结构型式自升式平台简介壳体式（小于40m）+桁架式（大于60m）支撑型式（桁架）K型+X型+倒K型，高强度、高刚度、节点数量少桩靴结构型式按地质软硬度考虑，圆形和多边形+锥形升降机构型式齿轮+齿条+驱动装置+固定系统，（非）对称布置船体型式及桩腿数量目标任务要求选取，三桩腿经济性好自升式平台设计专题自升式平台设计著名设计公司自升式平台设计专题设计内容自升式平台设计总体设计：确定平台型式及主要尺度，进行总布置设计，绘制总布置图和平台外形图；根据环境条件计算环境载荷，编制载荷计算书；进行性能计算，编制漂浮稳性和坐底稳性计算书等；编写平台操作手册；负责总体设计的技术人员还要把握平台各部分设计的协调，以保证整个平台设计的成功。结构设计：根据总体设计确定的平台型式，确定平台各部分的结构型式及构件尺寸，绘制结构图，进行平台总强度和局部强度计算并编写计算书。。舾装设计：根据设计任务书和总布置图进行舾装设计，编写舾装设备清单。钻井工艺、轮机、电气等设计。自升式平台设计专题设计任务书自升式平台设计对新设计的平台提出合理的要求；􀎪相应技术任务采取合理的技术标准和措施；􀎪各具体项目的设计对保证平台的安全可靠和提高效能是有利的，便于施工。在规划平台的设计时，设计者和使用者都必须尽可能做到以下几点：设计任务书应体现上述思想自升式平台设计专题设计任务书内容自升式平台设计型式船级环境条件可变载荷平台在波浪中的运动响应钻井工艺、轮机、电气等设计移航方式定位方式钻探方式机电设备消防救生设备船员配备及其生活设施无一定标准，平台业主给出，可协商自升式平台设计专题设计任务书实例自升式平台设计型式：自升式钻井平台主要有自升式、三桩腿式、悬臂梁。船级和规范：1)平台需获得CCS、MateseCross+A1船级。2)平台所列的证书符合中国政府和国际海事组织规定规定主有：-国际海事组织的移动式钻井平台结构和设备规范（MODU，1989）；-国际海事组织的海上人命安全公约(SOLAS，1997)；-国际海事组织的载重线公约（1989）；-国际海事组织的海上防污染公约（1972,包括1981、1987、1989的修改约）；-国际海事组织的船舶吨位丈量公约（1969）。自升式平台设计专题设计任务书实例自升式平台设计设计条件:1)工作水深为5〜62.0m。2)设计极限海况：风速51.5m/s，浪高18m，潮流1.544m/s、潮差5m，气温40℃至零下20℃，水温0℃至33℃。4)拖航条件：本装置一般在风速小于18m/s，浪高小于5m的海况条件下可以进行长距离拖航。5)根据维修的需要，本装置可以在海滩上或干坞中作座底。6)稳性和破舱稳性：在上述各种作业状态和海况条件下，本装置稳性均应满足规范的要求，即破舱稳性应在一舱破损尚能经受住风速为25.8m/s的风力的考验。7)静水中航速3kn。在流速0.5m/s的情况下，平台能够自行移位