生活平台结构设计及强度分析开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1海洋生活平台简介

海洋工程项目是一个庞大的科技系统工程,而主要针对海洋石油开采而言的海洋工程装备包括油气钻采平台、油气存储设施、海上工程船舶等。这其中的海洋平台是集油田勘探、油气处理、发电、供热、原油产品储存和外输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备,是实施海底油气勘探和开采的工作基地。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵,特别是与陆地采油设备相比,它所处的海洋环境十分复杂和恶劣,台风、海浪、海流、海冰和潮汐还有海底地震对平台的安全构成严重威胁[1]

2010年4月20日,深海地平线钻井平台发生爆炸沉没,当时钻油台上约有126名员工,由于事出突然,大部分人来不及疏散,部分工人被迫从75至100米高的平台跳海逃生。当局出动多艘海岸防卫队船只和直升机彻夜搜救,事故酿成11名钻油台工作人员丧生,并导致大规模的墨西哥湾原油污染。这也是美国过去半世纪以来最严重的离岸钻油台意外之一[2]

之后,为了更好地保障海洋钻井平台上的人员生命安全,海洋大型生活平台应运而生。生活平台的功能是为海上油田各钻井平台人员提供起居及生活设施的平台,满足人员的生活起居,包括餐饮、洗漱、工作、休息、娱乐、医疗、通讯、交通等工作生活需要[3],一个安全舒适的生活区无疑是海上生产、作业的重要保障。海上区域性油田里各大钻井平台的所有工作人员都可以居住在生活平台上,工作时,仅有少量的人员通过直升机,或者通过生活平台上的栈桥步行到钻井平台上工作,大大减少了钻井平台出现事故时,人员伤亡的数量,最大程度地保护了人员生命的安全[4]。“海洋生活服务平台主要为船员提供生活居住的地方,其安全性能、舒适度远远高于生产平台。”启东中远船务陆经理如此介绍。其中,生活平台有桩基导管架固定式,也有自升、半潜等可移式。由于生活模块和生活平台在海上安置的形态和条件不同,它们在设计建造上都有各自的特点。作为一种新型的生活平台,圆筒型生活平台逐渐显现出了优点并进入人们的视野。由于此平台圆筒形的特殊外观设计,具有良好的运动响应,海上高稳定性和舒适性,特别适合用于生活居住平台[5]

1.2研究目的及意义

21世纪是真正的海洋世纪。陆地上的资源日渐枯竭,资源开发逐渐转向海洋,尤其是深海勘探和开发已成为必然趋势。海洋资源勘探和开采业的发展,加大了各国能源部门对海洋油气钻采设备的需求,同时也使得海洋工程及装备制造业在船舶工业中的份额不断增加,无论是从需求、原油分布还是从投资角度来看,全球海洋油气资源在未来很长一段时间内仍具有巨大的开发潜力和市场前景[6]。随着国家海洋科技逐渐走向深海,海洋平台结构的研究和建设越来越受到国内外科研机构与产业集团的重视。

现在海洋平台的发展,使得人们更加注意生活平台工作人员的健康、安全和环保[7],工作生活平台作为海上人员的补给站,相比与作业船舶,对稳定性、节能性以及船载人员工作、生活的舒适性要求更高,一个生活平台的居住人员少则几百人,多则上千人,一个平台承载的不仅是人员的健康与工作效率,更是国家在深海领域的前进速度,所以,一个好的生活平台的重要性不言而喻。这种新型的圆筒型生活平台相对于传统海洋平台就更具有实际的优势。因为采用了独特的圆桶式设计,使该平台无需依赖复杂而昂贵的转塔和旋转密封装置而长期独立系泊海上,具有较高的稳定性和抗风浪性[8]。虽然本平台的装载重心较常规船高,而且受风面积也大,但是由于该平台圆筒形浮体型深大,上部浮体比常规U型船有较大的外飘,储备浮力充足[9]。种种特点,使得该系列平台具有技术先进性、安全稳定性和作业可靠性等方面的优势,可适应许多恶劣海况区域工作以及各种恶劣海域环境下作业。

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