海上自升式钻井平台插桩阶段桩靴承载力计算

为了准确预测海上自升式钻井平台插桩阶段贯入深度,引入流-固耦合理论,建立了饱和黏土条件下土-桩靴系统的有限元模型,利用该模型对桩靴贯入均质与非均质黏土时的桩靴承载力系数进行了数值计算。结果表明,桩靴承载力系数的大小主要取决于土体强度和桩靴贯入深度:对土体强度非均匀系数较低的土体,桩靴承载力系数与桩靴贯入深度正相关,而土体强度非均匀系数较大的土体桩靴承载力系数与桩靴贯入深度呈负相关;当桩靴贯入深度为20 m左右时,桩靴的极限承载力系数为10.30(不考虑土体回流作用)和12.25(考虑土体回流作用)。给出了插桩过程中桩靴承载力的计算方法,并利用此方法计算了渤海5号平台在特定土质条件下桩靴的贯入深度,提出的计算方法由于考虑了整个插桩过程中土-桩靴相互作用、土体的非线性特性、桩靴底面的端阻力和桩靴侧面阻力等影响,预测的桩靴贯入深度更为合理,与传统计算方法的结果相差20%左右。

海上自升式钻井平台拔桩阶段桩靴上拔阻力的机理研究

在桩靴上拔分析中,提出了将上拔阻力分为桩靴上部阻力和桩靴底部吸力的概念,通过数值模型模拟了多种加载条件和不同桩靴贯入深度时桩靴周围孔压的消散规律和桩靴上拔阻力不同组成部分的变化规律,证明了这种概念的可行性和准确性;在此基础上,确立了桩靴在不同贯入深度上拔时土体不同的破坏模式,给出了桩靴底部吸力在平台工作荷载、上拔速度和贯入深度等参数变化时的发展规律,数值模拟的吸力变化范围在总上拔阻力的27%～80%,极限上拔阻力系数为12.62,这为平台上拔能力储备和桩靴底部环喷系统的准确设计提供理论依据.

海上自升式钻井平台新型筒型桩靴承载力

为了比较筒型桩靴和传统典型桩靴装配平台的不同受力性能,详细分析不同桩靴型式对于桩腿刚性度和平台整体承载能力的影响。通过Swipe和固定位移比的加载方法,绘制了复合加载模式下筒型桩靴和传统桩靴基础的垂向荷载-水平荷载、垂向荷载-弯矩荷载、垂向荷载-水平荷载-弯矩荷载受力空间的破坏包络面和循环荷载条件下2种桩靴基础的垂向静荷载-垂向循环极限荷载、垂向静荷载-水平循环极限荷载受力空间的破坏包络面。理论研究表明,筒裙系统可以增加基础的有效埋置深度,从而提高平台基础的固定度和平台整体刚度。筒型桩靴可以把传统桩靴的水平和弯矩承载能力提高10%以上,在动荷载条件下水平承载力可以增长20%以上;在风浪流等极限风暴动荷载作用下,典型的海上自升式钻井平台在较硬黏土中使用筒型桩靴整体承载力比传统桩靴可提高46%。

海上自升式钻井平台桩靴穿刺现象的数值分析

分析多层土条件下,桩靴承载力和孔穴的变化规律,揭示桩靴发生穿刺现象的实质;进一步提出桩靴极限安全深度的概念,系统描述上、下土层强度比、上层土相对厚度、下层土标准化抗剪强度和土体强度非均匀系数等参数变化对桩靴承载力的影响;给出适用于工程使用的上硬下软黏土中桩靴承载力系数的计算方法。研究结果表明:桩靴发生穿刺的深度主要受到上层土相对厚度、上层土强度和上下土层强度比的影响;标准化抗剪强度系数和土体强度不均匀性系数对于桩靴承载力系数极限值的影响都不超过5%,地基土最终承载力与上层土无关,取决于下层软土的强度。

自升式钻井平台海上迁航阻力计算研究

针对自升式钻井平台在海上迁航时的迁航阻力计算提出了一种计算方法,此种方法在吸收和归纳国内外迁航规范、标准的基础上,对某国内典型形式的自升式钻井平台迁航阻力的计算方法进行了研究。考虑迁航过程中静水力拖航阻力、风阻力载荷和波浪阻力的作用,同时根据平台的具体布置形式考虑了平台风阻力的遮蔽效应。在计算得到平台迁航阻力总阻力的基础上,对拖船选择和拖曳设备的配备给出了具体要求。最后,对具体平台的迁航阻力进行了算例研究,并同该平台操船手册中给出的迁航阻力进行了比较,迁航阻力计算结果符合良好。

自升式海上钻井平台液压升降系统解析

结合海上平台液压升降系统的应用情况,对该液压升降系统的主要功能、结构组成、工作过程、液压和控制等进行了系统的分析介绍。

海上自升式钻井平台雷电防控技术研究与应用

本文针对现有防雷技术,从直击雷和感应雷两个方面分析了适用于海上自升式钻井平台雷电防控技术措施,并通过对某平台进行了适应性改造,安装了直击雷防护系统和感应雷防护措施等。结果表明,通过对顶驱变频控制柜适应性改造,经过两个雷雨季节的验证,该钻井平台没有出现过雷电造成的设备损坏,减少了故障时间,为安全生产提供了保障。