半潜式钻井平台泥浆泵基座的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于船用技术领域，具体涉及一种半潜式钻井平台泥浆栗基座的设计方 法。
【背景技术】
[0002] 海上石油钻井平台是以钢结构为主体的多专业协同工作的采油平台，相应设备基 座也由钢结构构成，设计规范和力学计算就成为基座设计的主要依据。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种半潜式钻井平台泥浆栗 基座的设计方法。
[0004] 技术方案：一种半潜式钻井平台泥浆栗基座的设计方法，包括如下步骤：
[0005] 步骤⑴初步设定；
[0006] 步骤⑵初步设计；
[0007] 步骤（3)型材选用和结构力学计算；
[0008] 步骤（4)建立结构模型：
[0009] 该基座支撑结构主要为梁系结构，所以用操作比较简单的3D-BEAM软件进行计算 即可，先根据初步设计的蓝图建立3D-BEAM的力学模型，建模计算时应注意边界条件的选 取，模型应尽量包括四周的强结构如舱壁及大梁，型材与舱壁连接处为刚性固定，型材与大 梁连接处为保守起见通常选为铰支；
[0010] (5)确定载荷；
[0011] (6)运行分析：
[0012] 计算结果应满足相关设计规范的要求，考虑材料系数，载荷系数等，在此基础上不 超过材料的屈服极限及变形要求即为满足要求，载荷系数在施加载荷时已经考虑，固许用 应力为：
[0013] 〇 ^ Fy/yM= 355/1. 15 = 309MPa
[0014] 本计算模型最后结果显示136号梁承受最大的应力，齡 小于许用应力309MPa，变形值也满足规范的要求，因此结构强度满足要求；
[0015] (7)详细节点设计和加强：
[0016] 考虑到本基座结构主要由14个螺栓与设备相连，固螺栓位置为主要支撑点，本基 座结构在每个螺栓两侧各增加一组肘板以提供支撑；
[0017] 按照规范要求，肘板厚度应不小于T型材腹板厚度，此处厚度选为18mm，同时，为 保证结构连续性，甲板反底也要增加结构以支撑肘板，选用150x12的扁钢；
[0018] 根据实际结构情况，个别位置增加扁钢焊接较困难，所以在结构强度满足的前提 下将此位置肘板改为非落地式；
[0019] 最后确定焊接及螺栓连接形式，关于材质及材料规格，设备信息，油漆，焊接及螺 栓的详细信息需注明；
[0020] 最终确定所有节点的加强及连接形式，这样基座结构就全部确定下来了，至此就 完成了全部详细设计任务。
[0021] 作为进一步优化，所述步骤（1)初步设定：该平台有四个泥浆栗，每台重46. 2吨， 栗底脚距离甲板250_，需要做钢结构以支撑该栗，考虑到结构的对称性，只需校核其中两 个泥浆栗即可；该钻井平台入籍DNV船级社。
[0022] 作为进一步优化，所述步骤（2)初步设计：根据基座高度要求，选用T型材作为基 座主体结构，每个栗由2组共14个螺栓与基座相连。
[0023] 作为进一步优化，所述步骤（3)型材选用和结构力学计算：选用Τ250χ350χ18χ22 的T型钢，材质为NV 36的高强钢，屈服强度355MPa，梁的规格确定以后，为保证结构连续 性，甲板反底也要有对应结构以支撑T型材，初步选用与甲板反底筋相同的HP 220x10的球 扁钢，材质同样为NV 36的高强钢。
[0024] 作为进一步优化，所述步骤（5)确定载荷：每个泥浆栗重量为46. 2吨，由两根T型 钢支撑，将设备重量简化为线性载荷，最终通过T型钢传递到甲板反底的球扁钢，通过比较 T型钢与球扁钢的剖面模数得知T型钢的剖面模数较球扁钢为大，只需校核甲板反底结构 即可；另外，由于该半潜式海洋平台的特点，按照规范要求还要考虑环境载荷，垂向加速度 定为3. 2m/s2,计算载荷值、载荷系数。
[0025] 有益效果：本发明中的设备基座设计应基于设备重量及底脚形式，结合布置要求， 工作环境及使用需求和规范要求选择合适的型材规格与加强形式。较重设备（一般超过5 吨）的基座设计应有相应计算报告作为支持，对于特殊情况，如设备工作时有噪音或震动， 设备存在偏心情况等，应酌情加强基座或采用特殊焊接形式以满足疲劳强度要求，如结构 较复杂，3D-BEAM无法具体校核结构强度，应使用有限元计算软件进行校核。对于工作时产 生油或水的设备基座，还要增加集油槽。总之，基座设计看似简单，却涉及到方方面面的影 响因素，设计者应根据设计规范及实际情况合理选择，最大限度的优化结构及控制重量。本 发明还可以提高设计人员的工作效率，减少错误的发生及尽量控制重量和材料损耗。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明中非落地式肘板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0028] 实施例
[0029] 如图1所示，一种半潜式钻井平台泥浆栗基座的设计方法，包括如下步骤：
[0030] 步骤⑴初步设定：
[0031] 该平台有四个泥浆栗，每台重46. 2吨，栗底脚距离甲板250mm，需要做钢结构以 支撑该栗，考虑到结构的对称性，只需校核其中两个泥浆栗即可；该钻井平台入籍DNV船级 社；
[0032] 步骤⑵初步设计：
[0033] 根据基座高度要求，选用T型材作为基座主体结构，每个栗由2组共14个螺栓与 基座相连；
[0034] 步骤（3)型材选用和结构力学计算：
[0035] 选用Τ250χ350χ18χ22的T型钢，材质为NV 36的高强钢，屈服强度355MPa，梁的规 格确定以后，为保证结构连续性，甲板反底也要有对应结构以支撑T型材，初步选用与甲板 反底筋相同的HP 220x10的球扁钢，材质同样为NV 36的高强钢；
[0036] 步骤（4)建立结构模型：
[0037] 该基座支撑结构主要为梁系结构，所以用操作比较简单的3D-BEAM软件进行计算 即可，先根据初步设计的蓝图建立3D-BEAM的力学模型，建模计算时应注意边界条件的选 取，模型应尽量包括四周的强结构如舱壁及大梁，