自升式钻井平台完整稳性计算方法研究

设 了钻杆堆 场 ，钻 台底 座安 装在悬 臂梁 上 ，悬 臂梁 仅能 实现纵 向移动 ，钻 台可 实现纵 向和横 向移动 ，
平 台在 同一 井位 可 以钻探 多 口井 。该平 台的总布 置示 意 图如 图 １ 所示 。
２ 平 台 的作 业 方 式
平台 的作业方 式主要 有 以下三种情 况 ： （）正常 作业状态 （ ｐ ｒｔ ｎ Ｃ ｎ ｉｏ ） １ Ｏ ｅａ ｏ ｏ ｄｔ ｎ ：指 的是平 台位 于井 位上 为 了进 行钻 井作业 ，且其 环境 ｉ ｉ 与作业 的联合 载荷 在为这种 作业所 确 定的适 合 的设计 限度之 内时所 处 的状 态 。
Hale Waihona Puke Baidu
１ 平 台总 体 简介
本平 台是一座 用 于海上石 油天 然气勘 探开 发作 业 的钢 质非 白航 自升式 钻井装 置 ， 适用于最 大作业 水深 ９ ． １ ｍ。平 台主船体 为三 角形结 构 ，设 有三个 三角 形桁 架式桩腿 ，艉 部两桩 腿位 于船体 中心线两 ４
侧 ，艏部桩 腿位 于船体 中心线 上 ，每 个桩腿 下端 带有 支撑 桩靴 。
５卷 ｌ
增刊 ２
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文 章 编 号 ： １０ —８２２ １）２ １ １ ６ ０ ０４ ８ （０ ０Ｓ —０ — ０
（ ）虽 然 自升 式平 台 的完整 稳性 只需要 计算 远洋 拖航 和 油 田拖 航 ，但是对 于每 种状 态都 需要考 ３ 虑涵 盖所有 吃水 范围 内的状态 ， 不能仅考 虑 一个吃 水 ， 最大 吃水 的确 定取 决 于平 台的结构 强度和 稳性 ，
还 需要满足 载重线 公约 的要求 。
（ ）平 台最 终计算 结果 需要 得到许 用重心 高度 （ Ｖ Ｇ） 曲线 。 ４ Ａ Ｃ （ ）如果实 际的装载 状 态 的实际重心 高度 （ 虑 自由液面 惯性矩 的修 正 ）低于许 用 的重心 高度 ， ５ 考
（ ）风倾 力矩 计算 。常规 船只 用二维 的 Ｐ ＯＦＬ ２ Ｒ Ｉ Ｅ计算 即可 ，而 类似 于三 角形 的平 台需要考 虑三 维的受 风力矩 ，且风 速也有 规 定 。在 计算风 倾力 矩时 也需要 汁算 各个 方位角 下 的风 倾力矩 。一般地 ，
方位角 从 ０ 。到 ３ ０ ，间距 为 １ 。 。 ６。 ５
自升式 钻 井平 台完 整稳 性 计 算 方 法研 究
梅 荣兵 ，姚云 熙，包 岩，邓 强
（ 大连船舶 重工集 团设计研究所有限公司，大连 １ ６ ２ ） １０１
摘
要
本 文是基 于Ｎ Ｐ 软件平 台，对 自升 式钻井平 台的完整稳性计算 的方法进行研 究，并还介绍 了自升式钻 ＡＡ 井平 台完整稳性 计算的规 范。 旨在理解和掌握 自升 式平 台稳性规 范和完整稳性计算的方法，提高海洋工程
状 态分 为远洋拖航 （ ｃ ａ ｏ Ｏ ｅｎＴ ｗ）和油 田拖 航（ｉｌ Ｍｏ ｅ两种 。 Ｆｅｄ ｖ）
表 ｌ 出了各种状 态下 的稳性计 算时 的风速要 求 ： 给
表 １ 各 种状 态下 的风速 要求
３ 完 整稳 性 衡准
：交 点
４ 完 整稳 性 计 算 的主 要特 点
自升式平 台 的完整稳性 主要计 算平 台在漂浮 状态下 的稳性 ，包 括远洋 拖航 和油 田拖 航两 种情况 。 由于平 台的 长宽 比接 近于 ｌ ，所 以平 台稳性 的计算和 常规 船舶稳 性 的计算有着 很大 的差别 ，主要表 现
产 品的设计 能力。
关 键 词 ： 自升式平台；完整稳性
０ 引 言
自升式钻 井平 台作为一 种移 动式钻 探装置 ，以其优 良的定位 能力和 作业稳 定性好 ，是 大陆架海 域 的油气勘探 和 开发 的重 要装备 之一 。为 了提高 自升 式平 台 的设 计能力 ，稳 性计算 是关键 技术之 一 。研
船体结 构分 为主 甲板 （ ） 上 、机械 甲板 （ ）和底 甲板 （ ）三 层 。纵横 舱壁将 船体 分为 若干个 中 下
舱室 ：三 角形船 体周边 舱室均 设为压 载舱 ；主发 电机 组 、主配 电间 、泥浆 泵 、泥浆 池等布 置在舱 内机 械 甲板 上 ；燃 油 、淡 水 、舱 底水 舱等 布置在底 舱 内。 主 甲板而 分为艏 部生活 区 、艉部 作业 区、中间堆 场 区三 部分 ；悬 臂梁坐 落 在主 甲板上 ，其上部 铺
在 以下方面 ：
梅 荣兵 ，等 ： 臼升式 钻 井 平 台 完整 稳 性 计 算 方 法研 究
ｌ３ ０
（ ）稳性轴 不 同。 常规船 的稳 性轴 只考虑 沿船 长 一个 方 向 （ 。方 向） 】 ０ ，而类 似 于三角 形 的平 台
需要 考虑从 ０ 。～３ Ｏ ６ 。方 向的稳 性轴 。
究 自升式平 台 的稳性计 算方法 ，对提 升 设计能力 有着 重要 的意义 。
本文 主要 以大船集 团 自行 开发 设计 的 ３ Ｏｔ自升式 钻井平 台为 依托 ，基于 Ｎ Ａ 软件 为平 台 ，对 ０ｆ ＡＰ 白升 式钻井平 台的完整稳 性计 算 的方法 进行 研究 ，旨在理解 和 掌握 自升式平 台稳性 规范和 完整 稳性计 算 的方法 ，提 高海洋 工程产 品的设计 能力 。
ｌ２ ０
学 术 沦文
图 １ 总 布 置 示意 图
（）自存状态 （ ｕｖｖ ｌ ｏ ｄｔ ｎ ：指 的是平 台可能受 到为 该平 台设计 的最 恶 劣的环境 载荷 时所 ２ Ｓ ｒｉａ Ｃ ｎ ｉｏ ） ｉ
处 的状 态 。由于环境载 荷 的恶劣程 度 ，钻井 作业 假定 已中止 。 （）拖 航状态 （ ｒｎｉＣ ｎ ｉｏ ） ３ Ｔａ ｓ ｏ ｄｔ ｎ ：指 的是平 台从某一 地理位 置移 往另一 位置 时所处 的状态 。拖 航 ｔ ｉ