海洋平台锚机基座设计及强度校核文献综述
2020-05-03 21:59:06
1、研究目的及意义(含国内外的研究现状分析)
1.1海洋平台发展简介
海洋平台功能强大,适用于多种水深和多种环境,已经成为未来海洋工程领域的一大发展趋势,研究、开发、制造海洋平台具有重要意义[1],21世纪以来,伴随着我国经济的大力发展,石油的需求量大大增加,海洋平台则在这扮演着生产者的角色,维持着这一条重要的供应链。
我国的海洋平台发展还在初级阶段,对于追赶海洋平台打过仍需努力,但是近年来,国内海洋平台发展还是比较迅速。我国的海洋平台我国海上油气勘探开发主要集中在大陆架区块,最早的海洋石油开发始于60年代末期渤海湾地区,水深局限在20m左右。到了80年代末期,开始在南海100m水深范围内进行勘探和生产。目前,我国的海上油气勘探和开发还未突破400m水深。资料显示,“十一五”期间,我国已开发建设15个海洋油气田,建造76座平台、6座浮式生产储油船(FPSO),铺设1400多公里海底管线。2010年,我国共交付各类海洋平台16座,新承接自升式钻井平台5座,海洋平台模块订单10座。同年,第六代3000m深水半潜式钻井平台全套装备―“海洋石油 981”,在上海外高桥造船有限公司顺利出坞,填补了中国在深水装备领域的空白[2]。
1.2锚机及锚机基座简介
锚机作为海洋平台配套设备的主要设备之一,对海洋平台的安全营运有着重要的作用。其作为主要的船用锚系泊设备,是抛起锚的动力机械,根据海洋平台上用于收放锚及锚链的工作需要,通常会在平台的两舷甲板设置锚机。其主要作用是保持平台位置,紧急制动等。其按动力主要分为电动,电动液压和蒸汽锚机三种,其中以电动和电动液压锚机为主;按布置方式分主要有卧式和立式锚机两种[3]。一般对于大型船舶及有球鼻艏的船,常在左右两舷各设一台锚机。锚机一般位于艏楼甲板上,在工作环境中一般受到锚链的作用,且在船舶运营中承受较大的上浪载荷,这就要求锚机在甲板上的固定达到合理的结构强度。目前锚机的设计主要依靠经验公式和简单的力学模型,由于缺少精确的强度计算方法,采用安全系数偏高,使锚机的理论承载能力与实际承载负荷之间存在较大的差异[4]。
锚机由于承受着复杂的载荷,所以必须安装在固定的锚机基座上。锚机基座底端固定,主要承受锚机的重力和锚链的拉力。锚机基座是连接船体结构和设备的桥梁,也是保证平台正常运行的重要结构[5]。
1.3锚机基座研究意义
由于锚机受到的载荷情况比较复杂,且基座形式不规则,所以,对于锚机基座的研究具有重大意义。在安装结构时,先将锚机底座焊接在甲板基座上,然后将锚机通过螺栓连接的方式与锚机底座安装固定[6]。因此在锚机使用过程中,作用在锚机上的载荷会同样作用于与之相连的锚机基座。在这种情况下,该处的甲板强度则会不够,可能导致甲板变形等严重后果,因此研究锚机基座的设计和强度校核就尤为重要。
1.4锚机基座研究技术的发展