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自升式鉆井平臺作為一種可移動的海洋結構物，主要由平臺主體、樁腿樁靴、升降機構、鉆井結構以及生活設施和大型設備等構成。其主船體能沿支撐于海底的樁腿升至海面以上預定高度進行作業(yè)。由于其造價低、定位能力強，在各種海況下基本都能保證平穩(wěn)的鉆井作業(yè)等優(yōu)點。這種平臺在海洋石油開發(fā)中被廣泛應用，在大陸架海域的油氣資源勘探開發(fā)中居重要地位。以某典型作業(yè)析架式樁腿自升式鉆井平臺鉆臺結構部分為研究對象。根據(jù)美國鋼結構技術(AISC)規(guī)范要求，利用SACS軟件對鉆臺在正常作業(yè)、拖航等工況下進行了強度分析，并用ABAQUS軟件進行結果分析對比，對該結構的計算方法和過程進行評估。
計算模型選取右手坐標系，坐標原點位于鉆桿中心(即井心)處。X軸，縱向指向平臺舷部為正Y軸，橫向指向平臺左舷為正Z軸，垂向向上方向為正。利用SACS軟件作為分析軟件，該軟件可將所有的結構數(shù)據(jù)：幾何形狀、構件尺寸、材料特性以及環(huán)境條件以文件方式存儲，然后求解程序對這些數(shù)據(jù)進行分析計算，得出最終的求解文件，結果會包含所有節(jié)點的位移以及單元內力。參照基本結構圖紙，需要對整體鉆臺結構部分進行合理簡化，將圖紙中大型析材以梁的形式建出，一些大型設備以及鉆桿的中心位置處的梁結構需要真實模擬，如部分小結構(肘板之類)等可相應簡略。
SACS模型的基本材料參數(shù)：楊氏模量E=2.1xe11Pa，密度p=7850kg/m3，泊松比u=0.3，主要梁結構材料為EQ47，屈服強度為460MPa，部分工字鋼材料是DH36，屈服強度是355MPa。在模型中定義梁截面時，大部分結構的梁截面都是工字鋼，可按照實際截面情況定義截面屬性。型梁結構每段板厚不盡相同，保守起見可取小板厚值�？紤]鉆臺與其下面的懸臂梁結構的接觸約束情況以及鉆臺的實際工作狀態(tài)，靜載、作業(yè)和拖航工況下，4個約束點采取簡支約束，在SACS軟件中簡支邊界條件表示見圖。
在對鉆臺結構強度分析時，應在模型中先定義好所有基本的固定載荷和環(huán)境載荷，再按實際計算工況進行相互疊加分析計算。1)結構自重。模型建好以后，軟件可自行計算結構自重。由于部分結構沒有建出，所以此處實際分析計算中考慮了5%的增加量，取重力加速度為9.81m/s。2)設備重量。根據(jù)總布置圖和重量重心報告，將各設備重量施加在鉆臺結構相應位置處。3)甲板工作載荷。根據(jù)技術規(guī)格書，在甲板開放區(qū)域施加甲板工作載荷。4)set back區(qū)域是指鉆臺上放置鉆桿的地方。根據(jù)技術規(guī)格書，將給定的重量值施加在setback區(qū)域。
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