海洋平台设计原理-导管架平台资料下载.pdf

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吊点吊点padeyepadeye：

吊装或扶正导管架的主要作用点；

立管立管riserriser：

油或气的运送通道；

防海生物防海生物marinemarinegrowthgrowthprotectionprotection：

防止海生物附着于导管架上；

注水系统注水系统floodingfloodingsystemsystem：

安装时向导管架的密封舱注水，使导管架由水平状态旋转为直立状态；

登船平台登船平台导管架平台结构专题发展发展导管架平台简介导管架平台简介1947年，墨西哥湾，6m水深；

1978年，工作水深已达312m；

导管架之最：

高度486m；

工作水深411m，墨西哥湾；

最主要的固定式平台：

钢质导管架式平台。

导管架的主要作用导管架的主要作用支承上部结构，提高整体稳定性；

作为打桩定位和导向的工具；

将平台上面的负荷比较均匀地传递到桩上；

可安装系靠船的设备，作为附属设备支撑；

可作为安装上部结构时的临时工作平台。

导管架平台结构专题按使用功能按使用功能导管架平台分类导管架平台分类

（1）井口平台

（2）生产处理平台（3）泵站与压缩机平台（4）生活平台（5）火炬平台（6）集油（气）平台（7）注入平台（8）综合平台（9）其它种类平台导管架平台结构专题按腿柱的数目按腿柱的数目导管架平台分类导管架平台分类三腿柱导管架：

火炬塔支撑平台，机械设施支撑平台；

四腿柱导管架：

生活平台，生产平台；

八腿柱导管架：

最为成熟，使用较多。

导管架平台结构专题按作业水深按作业水深（60m60m，100m100m，200m200m）导管架平台分类导管架平台分类深水区：

整体式多层自给式平台（综合平台）；

浅水区：

采用分离的不同功能的平台，例如供应平台、钻井平台、生产平台、生活平台、辅助平台、火炬塔等。

按重量（1000t，5000t，10000t）导管架平台结构专题相关专业相关专业导管架平台建造导管架平台建造防腐工程防腐工程结构工程结构工程焊接工程焊接工程导管架平台结构专题防腐工程防腐工程导管架平台建造导管架平台建造油漆：

油漆：

由于导管架大部分结构都是水下结构，油漆的范围比较少。

飞溅区由于经常受到波浪冲击，海冰影响，潮差变化，而且接近大气，容易受到氧化腐蚀，所以在整个平台中，飞溅区防腐非常重要的。

对油漆厚度要求高。

对于北方的平台，抗冰区除了受到飞溅区的环境外，还要抗击海冰的冲击，故要求更高，涂层厚度也最厚。

喷砂主要是控制清洁度和粗糙度。

油漆要进行厚度测量，附着力试验，电火花试验；

牺牲阳极：

阳极设计和制造标准一般参考DNVRPB401“CathodicProtectionDesign”和GB4948-85“SacrificialAnodeofAl-Zn-InSystemAlloy”。

铁芯应表面喷砂至近白级，浇注前铁芯应该预热到150-200，铁芯应位于阳极几何中心。

铝锭熔融后加热到750-800后，保持温度，盛入容器，加入Zn，In，Cd等金属，搅拌使合金均匀分布。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造渤海导管架：

渤海导管架：

渤海冬天寒冷，有浮冰，导管必须考虑冰载荷和低温冲击韧性。

渤海水浅，水深一般30多米，导管结构比较简单。

典型渤海导管架导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造水线飞溅区及以上结构采用E级钢，因为最低环境温度超过-20度抗冰区没有斜拉筋，对抗击冰载荷比较理想。

管节点用E36-Z35材料，具有良好抗层状撕裂性能。

水下结构用D级钢，因为最低温度一般在-2度左右。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造南海和东海导管架：

南海和东海导管架：

南海和东海冬天温度较高，导管不必考虑冰载荷，对低温韧性要求比较低。

除北部湾外，南海和东海，水深一般为70-120米，导管结构比较复杂。

典型深水导管架导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造材料检验和追踪：

材料检验和追踪：

在导管架建造下料时，须进行材料检验和材料追踪检验。

材料检验是检验材料有没有缺陷，材料的等级、尺寸、钢号和炉号否与证书相符合，材料堆放是否合理。

材料追踪是检验下料时材料的标识是否进行正确转移，一个合格的杆件应该是用钢印打上平台名称，材料的杆件号，材质等级，炉号和批号；

卷管和接长卷管和接长组对及尺寸检查组对及尺寸检查导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造立片安装：

立片安装：

尺寸控制按照APIRP2A，要求任意平面或立面两对角线误差不超过19mm；

任意平面对边的误差不超过13mm；

各桩腿间距最大允许误差为10mm，导管架导管顶端的标高误差为6mm，但任意两导管顶端相对误差要小于6mm，导管架加厚段的误差为0+25mm，平面内井口导向（conductorguide）圆心离开理论中心误差要小于等于6mm。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造管节点：

管节点：

导管架建造的技术重点和难点就是管节点。

管节点重要性在于：

1、管节点结构受到的应力比其他部分大得多，大约为其他位置十几倍。

2、管节点焊缝集中，构件间受力传递都通过管节点。

3、受力容易在主杆件（mainmember）发生层状撕裂（lamellartearing）。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造管节点管节点视图7575马鞍口至少50mm横拉筋和斜拉筋距离上下100mm处不能有直焊缝。

100mm100100环缝与拉筋焊缝应至少有100mm的距离环缝尽可能避开拉筋中心上下75mm75拉筋与直焊缝距离至少75mm导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造管节点管节点加厚段桩腿直径D加厚段端部与支杆最近距离要大于D/4。

节点所有支杆尽可能在桩腿中心线上相交成一点，以利于应力传递，否则偏移不要大于D/4或305mm，取大者。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造节点的布置基本原则：

节点的布置基本原则：

节点的布置应避免支杆落在节点段的纵向焊缝上，即弦杆纵向焊缝不应与节点相贯线相交,应使纵向焊缝错开至少305mm,以避免相互干扰；

其他情况下,相邻管段纵缝应错开至少90o；

若节点段采用加厚壁段，则加厚段（即节点段环焊缝）应超出撑杆边缘（包括焊脚在内）至少D/4且不小于305mm；

拉筋杆在节点部位采用加厚壁段时（或采用特种钢材）,其从节点延伸的长度包括焊脚在内,至少为拉筋杆直径且不小于610mm；

一般同心管节点采用工作点的偏离不超过D/4,以达到非搭接支杆间具有51mm的最小间隙；

当两根及以上管件相交,大直径管应作为连续构件.拉筋杆的装配顺序应由壁厚/直径确定.壁厚最大的应作为直通构件,其他管件按照壁厚递减顺序;

如壁厚相同,则直径较大者作为直通杆件；

节点杆件坡口应做成斜面构造（没有根面的刀口状）,以使焊缝完全熔透,并且焊缝外轮廓应与两侧母材平滑过渡。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造总装：

总装：

导管架的建造方案可分为卧式和立式两种。

对于深水导管架，由于受到吊车起吊高度和施工难度高等原因，只能采用卧式建造。

对于浅水导管架，两种方案都可以。

总装完成后，应该对整个平台的外观尺寸进行测量，包括各层水平井口片隔水套管导管的同心度，导管架顶部和底部各桩腿的距离，每个桩腿的倾斜度，各层水平片的水平度。

导管架平台结构专题结构工程结构工程导管架平台建造导管架平台建造装船和固定：

装船和固定：

建造完成的导管架用驳船的绞车通过滑道拖拉到驳船，在拖拉过程中，驳船要根据潮水情况以及导管架在移动过程重量和重心对驳船的影响调整压载水，使驳船滑道在任何时候都能够与码头滑道水平对中。

在整个拖拉过程，导管架重心从岸上转移到驳船上时最关键。

装船后导管架应按照批准的图纸焊接固定在驳船上。

导管架平台结构专题焊接工程焊接工程导管架平台建造导管架平台建造钢材：

钢材：

建造导管架的钢材分为以下几种，重要管节点、吊耳等最重要结构，一般采用中等强度Z向钢，比如E36-Z35（用于北方平台），D36-Z35（用于南方平台）；

板厚小于50mm的其他结构，用D36钢，但北方大气温度可能低于-20度，故飞溅区和大气区采用E36钢；

普通附属结构，比如井口（conductorguide）、防沉板采用碳素钢，如Q235或20#钢；

焊接工艺：

平台建造的结构焊接标准基本都采用AWSD1.1。

在开始焊接之前，必须熟悉加工设计图，了解整个结构有多少焊接类型，多少形式坡口，多少板厚，多少焊接位置；

质量检验质量检验导管架平台结构专题装船与运输方法装船与运输方法导管架运输与安装导管架运输与安装吊装装船拖拉滑移装船浮运导管架平台结构专题安装安装导管架运输与安装导管架运输与安装船舶就位导管架起吊下水/导管架滑移下水导管架就位（导管架扶正）吊桩、插桩打桩导管架调平打桩导管架最终调平灌浆安装附件导管架平台结构专题安装安装导管架运输与安装导管架运输与安装导管架平台结构专题上部模块施工上部模块施工导管架运输与安装导管架运输与安装导管架平台结构专题设计方法设计方法导管架平台设计导管架平台设计母型设计母型设计（仿型设计仿型设计）：

即选择已建成的使用成功的平台作为母型进行仿型设计，所选的母型平台应与要设计的平台的使用技术条件、海洋环境条件相近，而且经证明这种平台性能良好。

在方案设计阶段，选择平台主尺度和结构型式时常用这种方法；

规范设计：

即根据各国船检局或船级社、石油协会公布的规范要求进行设计，如API、DNV、ABS、LR、GL、BV和NK等；

按强度理论进行设计：

这种设计方法是建立在结构力学、理论力学、弹性力学、材料力学等基础理论知识和现代计算技术（如计算机软件SACS等工具）进行的设计。

对复杂的局部结构需用强度理论分析方法（如有限元分析软件ANSYS等）。

导管架平台结构专题基本内容基本内容导管架平台设计导管架平台设计总体设计：

总体设计：

根据设计任务书的要求，设计出合理的结构型式，确定主尺度，进行总布置，计算总体性能，绘总体图，编写总体说明书、总体性能计算书以及相关的试验成果报告等。

总体设计要考虑整个平台的综合平衡，协调处理各专业的要求，解决各专业之间可能出现的矛盾，以达到整体设计的合理性；

结构设计：

根据总体设计确定的结构型式，选择各部分的结构型式，确定其尺寸，进行构件