海洋平台设计原理_第三章_海洋平台总体设计
海洋平台的设计、建造和安装
目录
• 海洋平台概述 • 海洋平台的设计 • 海洋平台的建造 • 海洋平台的安装 • 海洋平台的维护与升级
01
海洋平台概述
海洋平台的定义与特点
定义
海洋平台是一种用于海上作业的设施 ，通常由桩基、支撑结构、工作甲板 等组成，可提供海上油气勘探、开发 、生产、处理和储存等功能。
改造设施
根据需求变化，对平台的设施进行改造，增加新的功能或提高现 有设施的效率。
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建造施工
按照设计图纸进行建造，包括 焊接、装配、打桩等工序。
质量检测
对建造完成的平台进行质量检 测，确保符合设计要求和安全
标准。
建造材料与工艺
材料选择
防腐处理
根据平台设计要求和海洋环境条件， 选择合适的建造材料，如钢材、混凝 土等。
对平台进行防腐处理，以提高平台的 耐久性和安全性。
工艺选择
根据平台规模、功能和安全性要求， 选择合适的建造工艺，如预制装配式、 整体打桩式等。
应急处理
针对不同故障制定应急预案，确保在故障发生时能够 迅速损坏的部件进行修复或替换，确保平台恢复正常运 行。
技术升级与改造
升级系统
随着技术的发展，对平台的系统和设备进行升级，提高其性能和 效率。
优化设计
根据实际运行情况和经验反馈，对平台的设计进行优化，改善其 结构、功能和安全性。
防腐设计
针对海洋环境中的腐蚀因素，采取有效的防腐措 施，延长平台使用寿命。
保温、隔热设计
根据平台的使用要求，采取适当的保温、隔热措 施，提高平台的舒适性和节能性。
03
海洋平台的建造
建造流程
01
02
海洋平台结构设计课件第三章 导管架平台总体设计
2. 钢管桩
钢管桩 导管架
海床
群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。
3. 甲板结构
板 梁
桁架（立柱）
甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间， 用来布置各种设施和设备。
4. 设施和设备模块
陆地制作模块 海上
甲板结构
按工艺流程组装模块
现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求， 将上部设施与设备分成很多模块。
• 二、施工参数
（1）要求预制场地有足够的工作面积 （2）供水供电方便、充足，能正常进行构件制造 （3）要求路上交通有铁路公路相通，水路有码头通航，能够保证 大量材料运进和大型构件运出 （4）要求有足够的工作船和起重机具进行运输安装 （5）平台制造厂技术水平能满足平台制造要求 （6）要求从制造场地到平台服役海域的航线有足够的航行水深
b. 上部设施与设备的重量分布、油井的数量和产量、油井的位 置、辅助设施的位置
c. 海洋环境资料、地质地貌（包括桩的钻孔资料）、可能的施 工方法
三、平台主要轮廓尺度确定
（4）极端环境参数：平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，作 为保证平台生存标准。所选用的荷载重现期均不小于50年
• 四、海底地质参数
（1）平台设计前需进行地质调查： a. 现场海底地貌情况 b. 浅地层剖面 c. 地球物理测量结果 d. 周围土层的分类、年代、成因类型、状态、分布规律 e. 软硬岩土层的接触关系、接触面的坡度和坡向
（2）了解本海域不良工程地质现象：海沟、古河道、断层、海底冲刷情况
（3）分析场地工程地质参数，判定不良地质现象对平台安装的影响
（4）确定适宜的持力层
第二节 导管架平台的构成及分类
海洋平台设计原理(第三讲)
海洋环境
海底地貌（地形） 海 洋 环 境 及 平 台 设 计 荷 载
海洋环境
海底地貌（地形） 海 洋 环 境 及 平 台 设 计 荷 载
海洋环境
海 洋 环 境 及 平 台 设 计 荷 载
海底地貌 海 风 海 流 海 浪 海 冰
19
海洋环境
海 风
海风（Wind） ：海上刮的风。
自升式平台
海 洋 平 台 设 计 的 关 键 技 术
自升式平台的主体布置格局
桩腿与桩靴形式与尺度 升降装置的形式 自升式平台在各种工况下结 构设计载荷与强度分析
自升式平台结构关键节点的
高效的钻井作业系统 升沉补偿系统
定位系统（锚泊、动力 >1500m）
海洋环境
海 浪
波浪的表示方法：
海洋波浪是由具有多种波高、周期和相位等的波浪组成的合成波，
且波浪的行进方向（波向）也不完全相同，这样复杂的海洋波浪可 用统计分布或波谱来表示，但在海洋结构的设计中一般采用其特征 值，如最大波高Hmax和最大周期Tmax以及有效波高H1/3和有效周 期T1/3。
最大波高和最大周期是取观测期间的最大波或是取累积频率为50
几种波浪的定义（不同性质）：
微幅波-----线性波浪理论：是对自然界海面上波浪进行了简化的
最简单的波动，指波高与波长、水深相比为小量的波浪。它的特点 是使用简便、适用性强，在平台初步设计阶段可以用于各种水深。 由于它的线性性，也可用于研究绕射问题和各种波谱分析。 斯托克斯（stokes）波----非线性波浪理论，对于线性波理论，伯
风对人类的生产活动和生活有着重大的关系。 风可以作为一种自然资源，为人类的生产和生活提供动力资源。 另一方面，大风和风暴又是一种带有巨大破坏性的自然现象，风还
海洋平台设计原理
海洋平台设计原理海洋平台是一种特殊的建设项目，可以在海上进行各种活动，如石油开采、风力发电、旅游观光等。
它需要经过精心的设计和规划，以确保其在恶劣海洋环境下的安全和可靠运行。
本文将介绍海洋平台设计的原理和相关要点。
首先，海洋平台设计的原理之一是稳定性。
由于海上环境的多变性，平台必须能够经受住各种风力、海浪和潮汐的冲击。
因此，设计师会考虑到平台的稳定性，采用合适的形状和结构来确保其不会倾覆。
其次，海洋平台设计的原理之一是材料的选择。
海水的腐蚀性是设计师必须考虑的重要因素。
他们会选择耐腐蚀的材料，如不锈钢或防腐蚀涂层，以延长平台的使用寿命。
同时，设计师还会考虑到材料的强度和刚度，以确保平台能够承受各类载荷。
此外，海洋平台设计还需要考虑到环境影响和生态保护。
平台可能会对海洋生态系统造成影响，设计师需要尽量减少对生态环境的破坏。
他们会采用环保技术和措施，如噪声控制、废水处理和废气排放控制，以保护周围海洋生态系统的完整性和稳定性。
另外，海洋平台设计还需要考虑到人员安全。
这些平台经常需要人员进行维护和操作，因此设计师必须确保平台提供良好的工作环境和安全设施，以预防事故和伤害。
他们会考虑到紧急撤离设备、消防系统、安全护栏等因素，以确保人员的安全。
此外，在海洋平台设计中，还需要考虑到平台的可维护性和可持续性。
由于平台将长期暴露在恶劣的海洋环境中，定期维护和保养是必需的。
因此，设计师会考虑到维护便利性和可持续性，以减少平台的维护成本和对环境的影响。
最后，海洋平台设计还需要考虑到经济性和可行性。
设计师需要在满足技术需求和安全要求的基础上，尽量降低平台的建设成本和运营成本，以实现项目的经济可行性。
总之，海洋平台设计涉及到多个方面的考虑，包括稳定性、材料选择、环境影响、人员安全、可维护性、可持续性、经济性和可行性等。
设计师需要综合考虑这些因素，以确保海洋平台在恶劣海洋环境中的安全运行和可持续发展。
海洋平台设计原理
海洋平台设计原理1)海洋平台按运动⽅式分为哪⼏类？列举各类型平台的代表平台？固定式平台：重⼒式平台、导管架平台（桩基式）；活动式平台：着底式平台（坐底式平台、⾃升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）；半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张⼒腿式平台（TLP）2)海洋平台有哪⼏种类型？各有哪些优缺点？固定式平台。
优点：整体稳定性好，刚度较⼤，受季节和⽓候的影响较⼩，抗风暴的能⼒强。
缺点：机动性能差，较难移位重复使⽤活动式平台。
优点：机动性能好。
缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求半固定式平台。
优点：适应⽔深⼤，优势明显。
缺点：较多技术问题有待解决3)导管架的设计参数有哪些？（P47）1、平台使⽤参数；2、施⼯参数；3、环境参数：a、⼯作环境参数：是指平台在施⼯和使⽤期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施⼯和⽣产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使⽤年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施⼯和⽣产作业为标准4、海底地质参数4)导管架平台的主要轮廓尺⼨有哪些？（P54）1、上部结构轮廓尺度确定：a、甲板⾯积；b、甲板⾼程2、⽀承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶⾼程；b、导管架的底⾼程；c、导管架的层间⾼程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四⾓腿柱采⽤的典型斜度1：8）；e、⽔⾯附近的构件尺度；f、桩尖⽀承⾼程5)桩基是如何分类的？主桩式：所有的桩均由主腿内打出；群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四⾓主腿下⽅设桩柱6)受压桩的轴向承载⼒计算⽅法有哪些？（P93）1、现场试桩法：数据可靠，费⽤⾼，深⽔实施困难；2、静⼒公式法：半经验⽅法，试验资料+经验公式，考虑桩和⼟塞重及浮⼒，简单实⽤；3、动⼒公式法：能量守恒原理和⽜顿撞击定理，不能单独使⽤；4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。
7)简述海洋平台管节点的设计要求？（P207）1、管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝⽴体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中⼼轴线；2、设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩⽽产⽣的应⼒。
dexie_Platform_2010Fall_03_移动式平台的重量与重心
第三章 移动式平台的重量与重心
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船舶与海洋工程学院
第二节
空平台重量的分析与估算
第三章 移动式平台的重量与重心
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空平台重量估算的重要性
船舶与海洋工程学院
平台的海上运动性能
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《海洋平台设计原理》解德 版权所有2010© 32
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第三章 移动式平台的重量与重心
船舶与海洋工程学院
如果一艘半潜式平台的重心在设计时估算偏低，在使用时就必须减少甲 板载荷，以保证稳性满足规范。这样就必须增加供应船的往返次数，并 降低平台的作业能力。 因此，在设计中对平台重心高度的估算与控制应特别注意。
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重心 位置
排水 体积 形心 位置
《海洋平台设计原理》解德 版权所有2010© 5
第三章 移动式平台的重量与重心
平台重量分类及典型工况
船舶与海洋工程学院
重量分类
Wh
LW
空平台重量
平台体钢料重量 舾装重量
排水量
Wf Wm Wr
机电设备重量
钻井设备重量
VL
活动载荷
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第三章 移动式平台的重量与重心
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排水量裕量
船舶与海洋工程学院
原因
(1) 估算误差-平台上各种重量项目成百上千，往往会有遗漏。 (2) 设备增加-在设计和建造中，业主提出增加设备和装置。 (3) 代用品-建造中有时会采用重量不同的代用品。
《海洋平台设计》课件
海洋平台的安装精度控制
总结词：精细准确
建立完善的精度控制系统，采用激光测距仪、全站仪等高精度测量设备进行安装精度检测
对构件加工制造误差、海上环境因素进行精细分析，采取补偿措施，确保安装精度
总结词：全面严格
制定合理的施工组织计划，明确各专业队伍的职责和工作面安排，确保施工进度和质量
建立健全安全管理体系，加强安全培训和应急预案演练，确保海上施工安全
从早期简单的导管架平台到现代的高端模块化平台，海洋平台在不断发展和创新。
海洋平台的主要类型
由腿柱和上部结构组成，具有较好的整体稳定性，是海洋工程中应用最广泛的一种平台。
导管架平台
重力式平台
张力腿平台
模块化平台
以自身重力为主要支撑结构，稳定性好，适用于较深的海域。
以张力腿为主要支撑结构，具有较好的抗风浪性能，适用于较深的海域。
海洋平台动力响应分析
04
风载
由于风的作用，海洋平台会受到静力和动力两种风载。静力风载与平台受到的风压和风速的平方成正比，而动力风载则与风速的立方和风压成正比。
风浪流载荷的特性
浪载
由于海浪的作用，海洋平台会受到正弦波和随机波两种浪载。正弦波浪载是指海浪以一定的频率和振幅作用在平台上，而随机波浪载是指海浪的不规则波动作用在平台上。
《海洋平台设计》课件
xx年xx月xx日
课程介绍海洋平台设计基础海洋平台结构设计海洋平台动力响应分析海洋平台防腐设计海洋平台施工与安装工程实例分析
contents
目录
课程介绍
01
海洋蕴藏着丰富的资源，如石油、天然气等，因此海洋平台的设计和建造具有重要意义。
海洋资源的重要性
随着海洋工程技术的不断发展，海洋平台的设计和建造水平也在逐步提高。
海洋平台设施的结构与设计原理
海洋平台设施的结构与设计原理海洋平台设施是为了支撑和保护海洋石油、海底矿产等海洋资源开发和利用活动而建造的一种重要设备。
它承载着海洋作业的各种设备和人员，并提供了必要的生活、办公和储存空间。
本文将探讨海洋平台设施的主要结构和设计原理。
在设计海洋平台设施时，首要考虑因素是其安全性和稳定性。
考虑到海洋环境的复杂性、恶劣的气象和水域条件，海洋平台设施的结构需要具备抵御大风、巨浪、海啸和冰冻等自然灾害的能力。
此外，设施的设计也必须能够适应不同的水深、底质和地形条件。
海洋平台设施的主要结构包括：顶部结构、支撑系统和浮力系统。
顶部结构是海洋平台设施上方的建筑物，包括办公楼、居住区、作业平台和设备等。
支撑系统是将顶部结构固定在海底的重要框架，通常由支腿、桥墩或钢管构成。
浮力系统则通过各种浮力体，如船体、浮筒或弹簧吊架来提供平台的浮力。
为了确保在海洋环境下的安全和稳定，海洋平台设施的主要设计原理包括以下几个方面：1. 抗风稳定性：考虑到海上风力较大的环境，海洋平台设施的顶部结构和支撑系统都需要具备较强的抗风能力。
设计中通常会采用钢结构和一定的空气动力学设计，以减小风力对结构的影响。
2. 抗浪稳定性：巨浪是海洋环境的重要威胁之一。
为了保证海洋平台设施的抗浪能力，通常会考虑采用斜坡或斜板来减小波浪对结构的冲击。
此外，在设计过程中还会结合海浪预测模型进行合理的结构设计。
3. 抗冰稳定性：在极地和寒冷地区，海洋平台设施还需要考虑抗冰稳定性。
设计中通常会采用合适的材料和措施来预防冰冻，例如热水灌注、防冰材料覆盖等。
4. 浮力系统设计：海洋平台设施的浮力系统是保证平台上浮并保持平衡的重要组成部分。
设计中通常会考虑到平台的总重量、浮力体积和浮力中心的位置，以保证平台在水体中的稳定性。
5. 地基设计：由于海洋平台设施需要在海底固定，地基设计也是关键因素之一。
不同的地质条件可能需要采用不同的支撑系统和固定方式，如钻井或地基桩基础。
海洋平台的设计、建造和安装共44页文档
海洋平台的设计、建造和安装
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约ห้องสมุดไป่ตู้逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《海洋平台设计》课件
总结词
浮式、自重轻、钢材、适用于深水
VS
详细描述
浮式海洋平台是一种浮体结构，上部结构 通常采用钢材制造，自重较轻，适用于深 水海域。其设计需要考虑风、浪、流等自 然条件的影响，同时要保证平台的稳定性 、强度和安全性。浮式海洋平台可以通过 锚链或浮筒等方式进行固定，具有较高的 灵活性，适用于不同海域条件下的使用。
06
海洋平台设计发展趋势与展望
数字化设计技术的应用
数字化建模
使用计算机辅助设计（CAD）软件进行建模，提 高设计效率和准确性。
虚拟现实技术
利用虚拟现实技术进行海洋平台设计的可视化展 示，方便设计师和客户进行交流和评估。
数字孪生
通过数字孪生技术，实现对海洋平台的全生命周 期管理，包括设计、建造、运营和维护。
案例二：重力式海洋平台设计
总结词
固定式、重力支撑、混凝土、适用于浅水
详细描述
重力式海洋平台是一种固定式海洋平台，依靠自身重量稳定地支撑在海底，上部结构通常采用混凝土材料。这种 平台适用于浅水海域，设计时需要考虑海底地质条件、自然环境等因素，同时要保证平台的结构安全性和稳定性 。
案例三：浮式海洋平台设计
概述 美国海洋平台设计规范与标准是 指在美国范围内被广泛接受和应 用的海洋平台设计规范和标准。
ABS规范与标准 ABS规范与标准是美国船级社制 定的海洋平台设计规范，包括《 海洋平台结构设计》、《海洋平 台机械设计》等。
分类 美国海洋平台设计规范与标准主 要分为两类，即美国石油学会（ API）和美国船级社（ABS）。
《海洋平台设计》课件
汇报人： 日期:
目录
• 海洋平台概述 • 海洋平台设计基础 • 海洋平台设计流程 • 海洋平台设计规范与标准 • 海洋平台设计案例分析 • 海洋平台设计发展趋势与展望
海洋平台的设计及建造方案
海洋平台的设计及建造方案简介这份文档提供了关于海洋平台设计和建造方案的信息。
海洋平台是在海洋中建造的基础设施，用于支持海洋工程、石油和天然气开采等活动。
下面将介绍关于海洋平台设计和建造的一些重要考虑因素和方案。
设计考虑因素海洋平台的设计需要考虑以下因素：1. 环境条件：海洋平台需要能够承受海洋环境的影响，包括海浪、风力和潮汐等。
设计应考虑这些因素，并制定相应的安全措施。
2. 结构稳定性：海洋平台需要具备足够的结构稳定性，以便能够承受外部载荷和动荷载的影响。
合适的结构设计方案将确保平台的安全性和可靠性。
3. 耐久性：海洋平台必须能够长时间地在恶劣的海洋环境下使用，因此材料选择和防腐措施非常重要。
4. 可维护性：平台的设计应该考虑到维护和修复的便利性，以便在需要时能够进行维护和保养工作。
建造方案下面是一个常用的海洋平台建造方案：1. 前期准备：确定平台的设计要求和规格，并评估所需的资源和预算。
进行相关的环境影响评估和土壤勘察，以确保平台的可行性。
2. 结构设计：基于前期准备的结果，进行海洋平台的结构设计。
这包括选择合适的材料、设计适当的支撑结构和建造必要的防护设施。
3. 施工过程：按照结构设计图纸进行实际的施工工作。
这包括制作和安装平台的各个构件和设备，确保施工工艺的安全性和质量控制。
4. 测试和验收：在平台建造完成后，进行必要的测试和验收工作。
这可以确保平台的完整性和功能性。
5. 运营和维护：在平台投入使用后，进行必要的运营和维护工作，以确保平台的长期可靠性和可持续发展。
结论海洋平台的设计和建造是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
在设计过程中，需要考虑环境条件、结构稳定性、耐久性和可维护性等因素。
建造方案包括前期准备、结构设计、施工过程、测试和验收以及运营和维护。
通过遵循这些方案，可以建造出安全可靠的海洋平台，为各种海洋活动提供支持。
海洋平台工程施工组织设计原理
海洋平台工程施工组织设计原理海洋平台工程是指在海洋上建设各种用于石油、天然气、风电等资源开发的人工结构物。
为了确保工程的顺利进行，施工组织设计是至关重要的一环。
本文将就海洋平台工程施工组织设计的原理进行探讨，并提出相应的解决方案。
1. 工程背景及需求分析在开始施工组织设计之前，必须先充分了解工程背景及需求，包括工程的规模、工期、预算等。
通过对工程特点的分析，确定施工组织设计的目标和原则，为后续的施工工作奠定基础。
2. 施工方法选择根据海洋平台工程的不同类型和特点，选择适用的施工方法。
常见的施工方法包括浮动式施工、沉管式施工和宜人式施工等。
需要根据工程实际情况，综合考虑施工效率、施工成本、安全性等因素，选择最合适的施工方法。
3. 施工工序安排根据工程的具体要求和施工方法的选择，对施工过程进行分解和安排，确保施工工序的合理性和连贯性。
在施工工序安排时，要充分考虑各施工单元之间的协调与配合，尽量减少工序之间的等待时间和资源浪费。
4. 施工资源配置合理配置施工所需的各种资源，包括人力、物力、机械设备等。
通过综合考虑各种资源的供需状况，确保在施工过程中各种资源能够得到充分利用，提高施工效率和质量。
5. 安全管理措施在海洋平台工程施工过程中，安全是至关重要的。
必须制定详细的安全管理措施，建立安全管理体系。
包括对施工人员的安全培训、施工现场的安全设施和安全操作规程的制定等。
通过合理的安全管理措施，保障施工人员的生命安全和工程的顺利进行。
6. 施工质量控制为了确保海洋平台工程的质量达到设计要求，必须建立严格的施工质量控制体系。
包括对施工过程中关键环节的监控和检验，及时发现和纠正施工中存在的质量问题。
通过有效的施工质量控制，确保工程的安全可靠和长期运行的稳定性。
7. 环境保护措施海洋平台工程施工可能对海洋环境产生一定的影响，应采取相应的环境保护措施。
包括减少施工过程中对海洋生物的干扰，避免水质污染等。
倡导绿色施工理念，最大限度地保护海洋生态环境。
海洋平台的设计10共24页文档
母型设计 规范设计 强度设计
母型设计 母型设计也叫仿型设计，即仿照母型平台设计。它是
选择一个或两、三个已建成并使用成功的平台作为母 型进行设计。要设计的平台应与母型平台的使用技术 条件和海洋环境条件等相近。
规范设计 规范设计是按照各国船舶检验局或船级社的规范要求
排水量中除载重量外，还包括动力装置及系泊系统的 重量。动力装置和锚泊系统要根据任务书要求进行确 定，参照型船估算其重量。在初估结构重量时，可根 据平台的类型及主尺度选用母型船资料或采用重量系 数估算。
§10-4 平台主尺度
一、平台长度L
1.平台长度定义 (1)自升式钻井平台和驳船式钻井船 L是在壳体中纵剖面上，在0.85D(型深)处首尾壳板内
缘之间的距离，但不计井口槽存在的影响。如果壳体 线型近似于船型，则L不应小于夏季水线长度的96%。 （2）半潜式钻井平台和坐底式钻井平台 L为沿长度方向从结构前端到后端投影的最大尺度。
2.影响平台长度的因素
(1)生产工艺布置 上部平台本体一般为两层甲板。要把生活区和作业区严
格分隔开。这些分区以及设备的合理布置控制着平台的 总长度。 (2)平台水力特性 上部平台或下船体的长度配合其它尺度(宽度、吃水)以 及支撑结构尺度共同组成平台的浸水面积、排水体积， 以给整个平台提供必要的浮力，满足浮性、稳性要求。
抵抗风暴时的排水量即为风暴排水量。
设计排水量
通常规定满载排水量为设计排水量。
为确定设计排水量，应首先确定荷载重量，特别是其 中的甲板变载。载重量中的钻井设备重量和可变重量 要根据使用单位(业主)要求制定，对于个别不确定的项 目也可根据型船选取。各种平台的钻井设备重量差别 不大，约在700～1000吨。可变重量因工作水深、钻 井深度、自持能力的不同，而有较大的变化。
《海洋平台设计》课件
2023《海洋平台设计》课件contents •海洋平台设计概述•海洋平台的设计与建造•海洋平台的类型与结构•海洋平台的上部结构与设备•海洋平台的性能与安全•海洋平台的未来发展与挑战目录01海洋平台设计概述海洋平台是固定在海洋中的结构物，用于支撑和承载海上设施和海上作业，如海上石油钻井平台、海洋观测平台等。
海洋平台定义海洋平台具有结构复杂、设计难度大、建造技术要求高、使用环境恶劣等特点，需要具备较高的安全性、可靠性、耐久性和经济性。
海洋平台特点海洋平台定义与特点海洋平台的应用范围用于支撑和固定海上石油钻井平台、采油平台等设施。
海上石油工业海洋工程海洋资源开发科研与观测用于海上风电、潮汐能、海洋能等新能源设施的开发和建设。
用于海底矿产资源开发、海洋渔业等。
用于海洋科学研究、海洋观测和监测等。
早期的海洋平台多为木结构，由于材料强度和可靠性不足，使用寿命较短。
海洋平台的历史与发展早期海洋平台随着技术的发展，现代海洋平台多采用钢结构或混凝土结构，提高了平台的强度和耐久性。
现代海洋平台未来海洋平台将更加注重环保、节能和智能化，采用新能源和新技术，提高平台的自适应能力和自动化水平。
未来海洋平台02海洋平台的设计与建造详细设计对概念设计进行深化和完善，考虑结构分析、设备选型、材料选用、制造工艺等方面的细节问题，形成详细的平台设计方案。
概念设计根据项目需求和工程条件，进行概念设计方案制定，包括平台类型选择、结构形式和尺寸确定等。
辅助设计利用计算机辅助设计软件进行建模、分析和优化，提高设计质量和效率。
海洋平台的设计根据平台设计方案，制作各种预制构件，包括钢构、桩基、导管架等。
预制构件制作海上安装调试与验收将预制好的构件运到海上，按照设计方案进行安装和连接，形成完整的海洋平台。
对已建好的海洋平台进行调试和验收，确保平台性能和质量达到预期要求。
03海洋平台的建造0201改造升级对现有平台进行改造升级，提高平台性能和安全性，满足新的工程需求。
《海洋平台设计》课件
环境风险管理
海洋平台设计实例
04
实际工程设计流程
了解工程的目的、功能需求、限制条件和使用环境等。
明确设计需求
进行概念设计，确定总体布局和结构形式。
初步设计
进行详细的结构和设备设计，确保平台的性能和安全性。
详细设计
制定详细的施工方案和工艺流程，确保平台的可建造性和可维护性。
较强的实践能力
学生应具备较好的实践能力，能够独立完成海洋平台设计任务，解决实际工程问题。
良好的团队协作能力
学生应具备良好的团队协作能力，能够与团队成员共同完成复杂的工程任务。
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《海洋平台设计》课件
xx年xx月xx日
目录
contents
课程介绍海洋平台概述海洋平台设计基础海洋平台设计实例海洋平台设计规范与标准课程总结与展望
课程介绍
01
海洋平台是开发、生产和利用海洋资源的重要设施，广泛应用于海洋石油、天然气、风能等领域的开发。
随着海洋资源开发规模的扩大，海洋平台设计技术不断发展，对专业人才的需求也越来越高。
海洋平台设计基础
03
了解海洋平台结构的基本组成和受力情况，掌握结构分析的基本原理和方法。
结构分析
熟悉海洋平台结构设计的基本准则，包括结构强度、稳定性、疲劳寿命等方面的要求。
结构设计准则
了解不同材料的性能特点和使用范围，掌握选择合适的结构材料的方法。
结构材料选择
结构设计基础
熟悉海洋平台上各种设备的性能特点和使用要求，掌握选择合适的设备的方法。
SY/T 10002-2016: 海上固定平台安全规则
海洋平台的设计、建造和安装
一、海洋油气工程发展回顾 二、海洋油气开发工程模式 三、海洋平台设计、建造和安装 海洋平台设计、 四、国内海洋油气工业展望 五、中国海洋工程面临的技术挑战
海洋石油工程股份有限公司
1
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三、海洋平台设计、建造和安装 海洋平台设计、
1.海洋平台设计 1.海洋平台设计 2.海洋平台建造 2.海洋平台建造 3.海洋平台安装 3.海洋平台安装
设计基础决定平台的 选型和结构设计
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海洋石油工程股份有限公司
1、海洋平台设计
总体布置
平 台 方 位 甲 板 尺 度 设 备 位 置 井 口 数 量 井 口 布 置 甲 板 标 高 附 属 设 施 安 全 通 道 钻 修 井 布 置
海洋石油工程股份有限公司
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1、海洋平台设计
设备设施
设 备 清 单 重 量 重 心 设 备 尺 度
9
9
曲 线 土 层 液 化
曲 线 地 基 冲 刷
曲 线
1、海洋平台设计
作业要求
靠 船 要 求 维 护 要 求 潜 力 要 求 登 平 台 要 求
钻 井 要 求
修 井 要 求
海洋石油工程股份有限公司
10
10
1、海洋平台设计
设计标准 美国石油协会标准美国石油协会标准-API 美国钢结构协会标准美国钢结构协会标准-AISC 美国焊接协会标准美国焊接协会标准-AWS 美国船级社标准美国船级社标准-ABS 挪威船级社标准挪威船级社标准-DNV 中国船级社标准中国船级社标准-CCS
海洋石油工程股份有限公司
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1、海洋平台设计
防沉板 吊点 火矩臂 立管 泵护管 电缆护管 井口导向 灌浆管线…等等 灌浆管线 等等
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舾装 设计
总体 设计
轮机 设计
电气 设计
专业分工与联系
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.1 平台设计概述
继承和创新
设计方法与思想
已存在很多案例，可供参考； 技术进步，材料、机电设备、 信息技术等； 新增功能要求，条件变化将 会有新的需求； “规范”发生变化，这是社 会进步的必然产物； “兼蓄并融”和“集思广 益” 。
建立在结构力学、弹性理论、水动力等基础理论和现 代计算技术的分析方法上，结合平台结构具体情况， 根据给定的环境条件和设计工况进行强度计算。
海洋开发带来新的需求，根据预定的功能需求，可复 合多种类型的平台或船舶来进行复合创新设计。
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第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
平台型式的选择； 功能规划； 总布置设计； 主要要素； 重量重心； 舱容、可变载荷； 总体性能； 动力配置； 协调其它专业，等等。
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第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
“渤海5号”自升式平台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
自
上部平台的形状；
升
式
桩腿的数量；
平 台
是否设桩靴；
结 构
桩腿型式；
型
升降方式；
式
选
等等。
择
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
平 台 结 构 型 式 选 择
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
总布置设计内容
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第三章 海洋平台总体设计
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3.1 平台设计概述
系统全局和局部
设计分专业、分系统，甚至分部门 和多单位合作； 总体设计需熟悉整个作业功能与流 程，熟悉规范与规则，且需考虑各 专业的需要； 总体会限制局部功能，局部的设计 可能会影响全局； “妥协”或者“综合”。
结构 设计
存在的区域。
1类危险区：在正常作业中可能产生易燃天然气、空气的
混合物的区域。
2类危险区：不大可能产生易爆天然气、空气的混合物的
区域，并且即使产生，其存在时间亦极短。
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第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
危险区的划分
钻井平台危险区； 储油平台危险区； 采油平台危险区。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“胜利2号”坐底式平台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
自升式作业平台
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海洋平台设计原理
主讲人：何炎平 倪崇本
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 二〇一六年·十一月
上海交通大学本科生课程
第三章 海洋平台总体设计
1. 平台设计概述； 2. 设计任务书； 3. 设计阶段的划分； 4. 总体设计内容； 5. 总布置； 6. 主尺度； 7. 重量重心与可变载荷； 8. 重量与浮力的平衡； 9. 学习与工作思路。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
以钻井平台为例，介绍这类平台总布置设计的共性 特点：
钻井设备及其布置； 危险区划分； 舱室及梯道的布置。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
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钻井设备
井架； 提升设备； 转动设备； 泥浆循环系统：
3.5 总布置设计
“ 南 海 号 ” 自 升 式 平 台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“勘探3号”半潜平台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“ 勘 探 号 ” 半 潜 平 台
3
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第三章 海洋平台总体设计
锚索系统
用来保证平台的海上定位、就位及安全停泊而设置。
上部模块 2016/11
单柱式平台的上部模块类似于固定式平台的上部模块。
第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
平台结构型式选择
结构型式 结构类型选择 结构形式选择
说明
指的是平台类型选择，各种平台适应的水深、工作情况等 不同。 根据工作海域水深、海洋环境条件、海底地质状况，结合 任务书要求的功能综合选择。
第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
自升式风电安装船
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第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
半潜式起重船
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
绞吸挖泥船
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第三章 海洋平台总体设计
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3.5 总布置设计
“ 勘 探 号 ” 半 潜 平 台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“ 勘 探 号 ” 半 潜 平 台
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“胜利1号”坐底式平台
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第三章 海洋平台总体设计
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3.1 平台设计概述
设计内容：
总体； 性能； 结构； 舾装； 轮机； 电气； 钻井工艺； 作业工艺； 等等。
设计哲学：
平台系统全局与局部； 技术先进性和可靠性； 功能适用性和经济性； 继承性与创新性； 实践经验和基本原理； 单一和复合的思想； 专业化和市场细分； 螺旋上升和渐进。
自升式平台进行钻井作业时，井架不会受波浪影响而产生运动，因而
可以将防喷器设置在水面以上（水上完井）。为了使平台完井后能够
撤离现场，自升式的井架和钻台就不能像半潜式平台那样设置在平台
的中央，而只能设置在平台的一端，并在平台主体上（对于沉垫自升
式，同时在沉垫上）留有井口槽（悬臂梁式以外），否则，平台就无
法退场；
坐底式钻井平台的井架的设置原则基本上与沉垫自升式平台相同。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
危险区分类
危险区是指平台在作业中使用机械或电气设备时，对可 能存在于周围的易燃气体未加适当防范而可能引起火灾或爆 炸的区域。危险区分类如下：
0类危险区：易爆天然气、空气的混合物持续存在或长期
在选择结构类型后，再从平台结构型式，应能最大限度地 满足功能要求，并且建造、使用和维修方便。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
平 台 结 构 型 式 选 择
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
采用沉垫或插桩；
设计要求 安全性
适用性 先进性 经济性
工艺性
平台的设计要求
说明
海上生产，安全第一。海上发生事故，后果特别严重。 因此，在设计中要确保平台结构安全可靠，保证生产 和人员的安全。 在设计中要考虑海上作业的特点和需要，以便利生产， 方便生活。
要采用先进技术，使技术性能指标达到先进水平。
要特别考虑经济效益，使投资省，收效大，建成的平 台具有良好的经济性能指标。 设计中应根据海上施工特点考虑平台的建造、维修、 安装和拆解方案，力求降低劳动强度，提高劳动生产 效率. 注意平台结构的合理性与施工工艺。设计时应力求减小总纵弯矩
与剪力。避免主要结构的不连续性和构件截面的突变。舱壁、支 柱的设置应考虑它们对结构强度和施工的影响。
4. 满足各种规范和规则的要求。
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
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第三章 海洋平台总体设计
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上海交通大学本科生课程
3.2 平台设计任务书
平台设计任务书是平台设计的依据，内容包括：
海洋平台的型式； 船级和规范； 平台的功能； 平台的作业能力； 工作的海洋环境； 动力方案和机电设备； 定位方式； 可变载荷； 生活设备，等等。
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第三章 海洋平台总体设计
1. 区划作业区域、动力区域及生活区域，包括水密舱壁和甲板的设
置、居住和工作舱室的划分；
2. 浮态调整，妥善考虑平台的各部分重量的分布，保证平台有适宜
的浮态；
3. 舱室与设备的布置。舱室布置包括居住、生活、工作等舱室的内
部布置。设备布置系指钻井设备、生产设备以及锚、绞车、起重 机、救生艇、应急发电机及消防设备的布置；