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半潛平臺遠洋運輸過程總體強度分析

發布于:2019-10-16 19:15
強度分析

      巴西Schahin Oil Gas公司的半潛式鉆井平臺SS PANTANAL在中集來福士海洋工程有限公司建造完畢并交船后,將從煙臺運回巴西。綜合考慮本次遠洋拖航需要的時間、經濟性以及航行海域的氣候、海況條件后,平臺船東選用了Dockwise公司的半潛式遠洋運輸船Trustee來完成本次運輸任務;贒ockwise公司的整體強度分析,得到拖航過程中的環境載荷,確定需要的分析工況,在Dockwise公司拱形支撐木架基礎上確定平臺整體分析模型的邊界條件,并按照美國船級社的相關規范對半潛平臺運輸過程中的屈服和屈曲強度進行了整體有限元分析,保證了平臺SS PANTANAL干拖過程中自身的強度。
      按照Dockwise的布置方式,SS PANTANAL的縱向對應Trustee的橫向。由于SS PANTANAL的立柱結構縱向內側壁距離約為41 m,而運輸船Trustee的型寬是44.5 m,平臺整個上船體和立柱的重量將主要通過3.5 m寬的立柱結構傳遞下去,再考慮拖航過程中的環境載荷,立柱傳遞載荷部分結構將很難滿足要求。因此,預先設計了4塊舷側外伸支架結構,每塊寬約1.7 m,對應布置在半潛平臺的4個立柱底下,以增加立柱承壓區域,詳細的對位布置如圖所示。
      平臺SS PANTANAL拖航過程中重心處的三個方向最大慣性加速度為(0.09fig,0.174 g,0.197g),分別相對于運輸船Trustee的縱向、橫向和垂向。這三個加速度是在搜索360°浪向后各個浪向下合成三自由度加速度后的每個方向最大值的組合。除了考慮航行過程中引起平臺SS PAN-TANAL的慣性加速度作用,還需要考慮拖航過程中平臺受到的風載。風載直接按照Dockwise公司報告中的載荷和作用點施加。360°浪向搜索后的合成最大三自由度加速度和風載可按照表的組合來進行半潛平臺SS PAN-TANAL的拖航整船強度分析,這種組合工況滿足美國船級社的拖航計算要求和船東干拖運輸的第三方檢驗審核要求。
      半潛平臺的整體有限元模型主要由殼體單元和梁單元組合而成。其中,浮筒、立柱、橫撐和上船體甲板箱形模塊的外板、艙壁、甲板和T型材的腹板采用4節點殼體單元,T型材的面板和扶強材則由2節點梁單元模擬。平臺重量主要由結構、設備、管路、電氣、棲裝、油漆、壓載水、燃油等組成,在有限元模型中按照重量報告施加在指定的位置,并調節最終的整體有限元模型重量、重心與重量報告一致,拖航過程平臺重量見表。按照Dockwise公司設計的支撐木架的拱形,在有限元模型中浮筒底部對應區域施加垂向的強制位移,在浮筒的中間小區域內約束縱向和橫向的平動約束,從而達到約束整個平臺的剛體位移,當僅考慮平臺整體強度時,符合運輸過程中實際邊界情況。


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