1.1自升式平台及发电机基座简介

占地球表面约70 %的海洋是人类赖以生存的资源宝库^[1]。随着社会的发展和科学的进步，人类对化石燃料的需求量日益增长，陆地上的油气资源在经历过大规模开采后，已然呈现日渐衰竭的迹象，能源开发由陆地转向海洋，已经成为当代社会发展的一项重大战略。因此，21世纪是资源紧缺的时代也是开发海洋的时代，各个沿海国家都将目光聚焦到海洋资源的开发上^[2]。对于海洋资源的开发，海洋平台起到了不可或缺的作用。其中自升式平台是一种海上移动式平台，由于其定位能力强和作业稳定性好,在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位^[3]。

自升式平台，包括自升式钻井平台、自升式生活平台、钻井辅助平台和风力安装平台等，广泛应用于国内外的钻井等任务。自升式平台可分为三大部分：船体，桩靴和升降机构。需要打井等作业时，将桩腿插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，工作时可不受海水运动的影响。打完井后，船体可顺着桩腿爬下来，浮在海面上，再将桩脚拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的位置上。在诸多种类的海洋油气开采装备中，自升式平台以其具有作业灵活、钢材用量少、建造成本低、可移动性能好、操作费率低等诸多优势特点，成为了近海油气勘探开发最重要的海洋工程装备^[4]。近些年来，为满足海洋石油勘探开发不断发展的需要，自升式平台技术一直向以下方向发展。

①平台作业走向深水化

②平台性能趋向自动化和智能化

③平台功能实现多样化^[5]

主发电机基座是自升式平台中对发电机起到支撑、定位安装作用的一个重要结构。基座处于主发电机的工作环境中，因此发电机安全可靠的工作与基座合理的结构性能是密不可分的。一方面，基座要良好的固定住发电机，其自身结构要足以承受发电机的重要，在相关载荷的作用下不至于屈服，这样才能保证发电机安全运行；另一方面，对于发电机工作时产生的振动，基座要起到隔振作用，减少其向平台主体传递。考虑到平台局部的振动有可能发展为整个平台的严重振动，而发电机的振动较强，因此，研究发电机基座的振动对于整个平台的安全运行是十分有必要的。研究发电机基座，即是为了自升式平台能够安全、稳定的作业，保证生产作业的安全可靠性，对于人命财产安全和经济发展具有重要意义。

1.2国内外研究状况

海洋环境条件复杂而多变，自升式平台工作时承受的环境载荷十分苛刻，如风^[6]、浪、流等，平台暴露于高水平的外部载荷，易受到极端载荷破坏^[7]，加之自身工作时产生的附加载荷，对平台的结构稳定性来说是个巨大的挑战。海洋环境载荷对平台振动控制有很大影响^[8]，良好可靠的结构性能，是保障平台安全运行的关键。对于平台本身及相关重要结构的振动、屈服、疲劳等问题，尤其受到国内外研究学者的关注。

对于平台结构承受载荷及动力响应方面，张建等^[9]以Super M2海洋平台为研究对象，分析了环境载荷对自升式海洋平台力学响应的影响，并对不同工况下的自升式海洋平台进行数值研究，同时应用斯托克斯波浪理论模拟水质点的运动规律，分析得出了平台的响应特性。