海洋工程设计座固定平台结构设计.pptx

1 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.问题问题什么是结构？什么是结构？第1页/共49页2 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.问题问题什么是结构设计？什么是结构设计？结构设计总的原则是结构设计总的原则是:安全、经济、合理安全、经济、合理,且方便制造、且方便制造、安装、检验和维护。安装、检验和维护。传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高；传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高；满足其他专业对结构形式的要求。满足其他专业对结构形式的要求。第2页/共49页3 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.问题问题结构工程师应该具备哪些技能？结构工程师应该具备哪些技能？绘图绘图?计算软件？计算软件？第3页/共49页4 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.结构专业在平台设计流程中的位置油藏开发油藏开发油藏开发油藏开发工艺专业工艺专业工艺专业工艺专业机械机械机械机械电气电气电气电气仪表通讯仪表通讯仪表通讯仪表通讯总体总体总体总体组块结构组块结构组块结构组块结构导管架结构导管架结构导管架结构导管架结构Topside，Jacket第4页/共49页5 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块对整个平台设计的意义组块对整个平台设计的意义主块的结构形式对导管架的结构形式有着主主块的结构形式对导管架的结构形式有着主导的影响导的影响组块的重量和重心直接影响导管架的设计组块的重量和重心直接影响导管架的设计组块的重量和重心直接影响桩的设计组块的重量和重心直接影响桩的设计组块结构和设备布置的合理与否直接影响导组块结构和设备布置的合理与否直接影响导管架和桩的设计和建造代价管架和桩的设计和建造代价对于平台设计的通常做法常常是组块与导管对于平台设计的通常做法常常是组块与导管架分开设计架分开设计,但是对于设计依据以及设计要但是对于设计依据以及设计要求都需要保持一致求都需要保持一致.第5页/共49页6 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块设计的主要工作范围组块设计的主要工作范围目的：为海上生产设计经济合理的工作平台平台组块主结构设计(包括各层面,立面框架的构造)火炬臂,生活楼等大型设备及其连接形式的设计节点,护管,梯子,工作间等附属构件的设计第6页/共49页7 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块设计中常用代号组块设计中常用代号区域代号：区域代号：CEP中心平台中心平台PRP生产平台生产平台WHP 井口平台井口平台BOP增压平台增压平台DPP钻采平台钻采平台DRP钻井平台钻井平台PRP生产平台生产平台APP生活动力平台生活动力平台RUP 立管公共设施平台立管公共设施平台MOP系泊平台系泊平台 专业代号：专业代号：GE总体总体ST结构结构OT舾装舾装FL浮体浮体MA 机械机械SA安全安全分类代号：分类代号：DWG 图纸图纸 SPC规格书（说明书）规格书（说明书）RPT 报告报告 CAL计算书计算书 MAL材料表材料表 DDS数据表数据表 EQL设备表设备表 SBL 标准符号表标准符号表 STD 标准图标准图 编号举例：DWG-CEP-ST-1101第7页/共49页8 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块设计中常用代号组块设计中常用代号第8页/共49页9 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.与其他设计专业的界面与其他设计专业的界面需要其他专业的基础数据1.尺度面积要求（总图）2.支撑荷载要求（各专业设备、材料重量重心，支撑形式）3.平台空间要求（通道空间要求，设备空间要求，避免碰撞）第9页/共49页10 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第10页/共49页11 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.与业主和其他承包商的界面与业主和其他承包商的界面界面数据环境数据水文环境报告，包括风，波浪，流，冰，水温等地震环境评价，加速度，土壤反应谱安装环境数据第11页/共49页12 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.结构计算初步结构计算初步组块结构计算基础总图确定主要结构支撑，主梁布置，斜撑布置，确定初步草图。计算模型建立（SACS模型）其他专业荷载，包括干重，操作重平台活荷载布置原则（走道，设备维修区，卸货区）模型加载计算，分析计算结果，调整杆件尺寸。第12页/共49页13 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块整体结构模型组块整体结构模型第13页/共49页14 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块甲板层梁体结构组块甲板层梁体结构第14页/共49页15 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块立面结构组块立面结构 ROW A第15页/共49页16 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.组块立面结构组块立面结构ROW 1第16页/共49页17 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.结构连接设计结构连接设计结构的连接形式主要有以下几种梁-梁典型连接梁-管(大)环板连接(需计算校核)梁-管(小)筋板加强连接(需计算校核)板-梁典型连接第17页/共49页18 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.附属构件设计附属构件设计附属构件主要包括附属构件主要包括:工作间墙皮和防火墙工作间墙皮和防火墙梯子栏杆梯子栏杆各种护管各种护管吊机立柱吊机立柱各种底座各种底座吊点锁具吊点锁具第18页/共49页19 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.ItemFactorIn-place with operating storm1.00In-place with 100-year extreme storm1.33In-place with earthquake1.70Loadout1.00Lifting1.00Transportation1.33在位分析和所采用的许用应力放大系数在位分析和所采用的许用应力放大系数第19页/共49页20 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.对于应力的理解对于应力的理解屈服应力屈服应力许用应力许用应力第20页/共49页21 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.许用应力许用应力第21页/共49页22 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.许用应力许用应力轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩第22页/共49页23 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.许用应力许用应力第23页/共49页24 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.许用应力许用应力第24页/共49页25 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.各水平层的标高都以梁的上翼缘为准各水平层的标高都以梁的上翼缘为准,所有梁都要做所有梁都要做Z方向偏移方向偏移注意管注意管-管相连时的管相连时的GAP取值取值注意所有主梁与立柱的有效长度以及注意所有主梁与立柱的有效长度以及LB选取选取在位分析时最好将导管架导入在位分析时最好将导管架导入,以精确模拟组块边界约束以精确模拟组块边界约束安装分析时注意去除一切无关设备和构件安装分析时注意去除一切无关设备和构件,并注意修改约束条件并注意修改约束条件建模注意事项建模注意事项第25页/共49页26 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.尽量将不同专业的设备分不同工况列出尽量将不同专业的设备分不同工况列出,应避免不同专业的荷载混杂施加应避免不同专业的荷载混杂施加同一专业的不同设备尽量用直观简洁的标注进行注释同一专业的不同设备尽量用直观简洁的标注进行注释,以便后期查找以便后期查找,修改和核修改和核对设备对设备注意活荷载的布置注意活荷载的布置,不同的区域注意采用不同的布载不同的区域注意采用不同的布载对于较重设备对于较重设备,如其不带底座如其不带底座,将重量施加于小梁上将重量施加于小梁上,带底座的带底座的,应考虑底座下部应考虑底座下部小梁的加强小梁的加强,并将重量合理分布在底座所在的小梁上并将重量合理分布在底座所在的小梁上建模注意事项建模注意事项第26页/共49页27 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.成果文件成果文件RPT-CEP-ST-1101REPORT FOR DECK DESIGN-DESIGN BRIEFRPT-CEP-ST-1102REPORT FOR DECK DESIGN-STRUCTURAL MODELRPT-CEP-ST-1103REPORT FOR DECK DESIGN-STATIC ANALYSISRPT-CEP-ST-1104REPORT FOR DECK DESIGN-EARTHQUAKE ANALYSISRPT-CEP-ST-1105REPORT FOR DECK DESIGN-LOADOUT ANALYSISRPT-CEP-ST-1106REPORT FOR DECK DESIGN-TRANSPORTATION ANALYSISRPT-CEP-ST-1107REPORT FOR DECK DESIGN-LIFTING ANALYSISRPT-CEP-ST-1108REPORT FOR DECK DESIGN-SPECTRUM FATIGUE ANALYSISRPT-CEP-ST-1109REPORT FOR DECK DESIGN-LIFTING PADEYE CALCULATIONRPT-CEP-ST-1110CRANE SUPPORT FATIGUE ANALYSISRPT-CEP-ST-1111JOINTS AND RINGS COMPUTATIONRPT-CEP-ST-1112JOINTS AND STIFFENERS COMPUTATIONRPT-CEP-ST-1113REPORT FOR FLARE BOOM DESIGNRPT-CEP-ST-1114REPORT FOR COMPRESSOR MODULE DESIGNRPT-CEP-ST-1115REPORT FOR DECK DESIGN-WEIGHT CONTROLRPT-CEP-ST-1116REPORT FOR COMPRESSOR MODULE DESIGN-WEIGHT CONTROLRPT-CEP-ST-1117REPORT FOR DECK DESIGN-FIRE/BLAST WALL CALCULATION各类计算报告各类计算报告第27页/共49页28 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.导管架设计导管架设计第28页/共49页29 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.应尽量使构件在各种受力状态下都能发挥较大作用应尽量使构件在各种受力状态下都能发挥较大作用,构件数量和规格力求少；构件数量和规格力求少；不宜在飞溅区内设置水平构件；不宜在飞溅区内设置水平构件；不宜在冰作用区内设置水平构件和斜撑；不宜在冰作用区内设置水平构件和斜撑；导管架设计导管架设计第29页/共49页30 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.对管型构件的选择要考虑下列因素：对管型构件的选择要考虑下列因素：-D/t比：不宜大于60，对于卷制焊接钢管不应小于20，最好大于30；D外径，外径，t壁厚壁厚-kl/r：对主要杆件不宜大于120；k有效长度系数，有效长度系数，l侧向无支撑长度，单位为米（侧向无支撑长度，单位为米（m），），r回转半径回转半径,单位为米（单位为米（m）.-T-Y-K节点:主要节点，d/D=0.40.8 次要节点，次要节点，d/D取值可稍小些取值可稍小些D支杆外径，支杆外径，D弦杆外径弦杆外径一般情况下，管节点宜设计为简单节点；一般情况下，管节点宜设计为简单节点；导管架斜撑的角度（即与水平面夹角）宜在导管架斜撑的角度（即与水平面夹角）宜在45左右；左右；导管架腿的表观斜度宜在导管架腿的表观斜度宜在10：1 7：1；隔水导管与结构的连接隔水导管与结构的连接:如业主没有指定，对于动力响应较明显的平台（如三腿或独腿平台），在水上部分（包括在甲板和导管如业主没有指定，对于动力响应较明显的平台（如三腿或独腿平台），在水上部分（包括在甲板和导管架的水上水平层上），隔水导管和甲板架的水上水平层上），隔水导管和甲板导管架的连接要用焊接方法固定，水下部分用楔块固定；导管架的连接要用焊接方法固定，水下部分用楔块固定；各桩的受力力求均匀；各桩的受力力求均匀；对于采用滑移装船吊装下水方式的导管架，滑靴的布置与吊点的布置要协调考虑；对于采用滑移装船吊装下水方式的导管架，滑靴的布置与吊点的布置要协调考虑；装船滑靴的横向间距的确定应考虑预制场地与运输驳船滑道的间距；装船滑靴的横向间距的确定应考虑预制场地与运输驳船滑道的间距；导管架设计导管架设计第30页/共49页31 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.腐蚀余量在进行在位状态分析时，对处于飞溅区内的构件，要考虑腐蚀，腐蚀余量应在进行在位状态分析时，对处于飞溅区内的构件，要考虑腐蚀，腐蚀余量应由业主提供，业主未提供时一般取由业主提供，业主未提供时一般取0.3 mm/a。冰磨蚀余量在进行在位状态分析时，对处于冰作用区内的构件，要考虑冰的磨蚀，冰磨在进行在位状态分析时，对处于冰作用区内的构件，要考虑冰的磨蚀，冰磨蚀余量应由业主提供，业主未提供时一般取蚀余量应由业主提供，业主未提供时一般取0.1 mm/a。导管架设计导管架设计第31页/共49页32 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第32页/共49页33 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第33页/共49页34 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.桩的设计桩的设计第34页/共49页35 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第35页/共49页36 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第36页/共49页37 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.Shell Mars PlatformBeforeAfter第37页/共49页38 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.Chevron Typhoon PlatformBeforeAfter第38页/共49页39 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.Diamond Ocean WarwickGSF Adriatic VII第39页/共49页40 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.GlobalSantaFe High Island III第40页/共49页41 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.NOBLE THERALD MARTIN OFF COAST LOUISIANARIG DRIFTED 125 MILES DRAGGING 6 ANCHORS BEFORE BEACHING ITSELF IN VERMILLION第41页/共49页42 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.BeforeAfterROWANS LOSSESRowan-New Orleans(capsized and found)Rowan-Halifax(capsized and found)Rowan-Odessa(capsized and found)Rowan-Fort Worth(capsized and not found)Rowan-Louisiana(beached and destroyed)第42页/共49页43 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.This 10-ton anchor was racked on the exterior of the hull 50 feet above the sea before the storm第43页/共49页44 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第44页/共49页45 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.参考规范参考规范API RP2A海洋石油工程设计指南海洋石油工程设计指南SACS TRAINING(EDI 录音）录音）渤海海域钢质平台设计规定渤海海域钢质平台设计规定第45页/共49页46 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.后期学习后期学习第46页/共49页47 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.后期学习后期学习第47页/共49页48 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.第48页/共49页49 Neptune Offshore Engineering Development Co.,Ltd.感谢您的观看。感谢您的观看。第49页/共49页