一种自升式钻井平台风载荷确定方法
【专利摘要】本发明一种自升式钻井平台风载荷确定方法，根据自升式钻井平台的功能布置特点，归纳出确定自升式钻井平台所遭受风载荷所需确定的结构和设备，并根据自升式钻井平台总布置图和结构图读取结构和设备的尺寸，得到一个能够包络结构和设备的立方体，后采取本发明所提供的确定方法确定任意风速下结构和设备所遭受的风载荷。本发明在设计阶段只需确定结构和设备在平台总体坐标系三个坐标轴X、Y、Z方向的尺寸，就可使用本发明方法对所有自升式钻井平台或类似平台快速而精确地进行风载荷确定分析，避免了繁重复杂甚至结果不精确的风载荷确定工作。
【专利说明】一种自升式钻井平台风载荷确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程设计【技术领域】，更具体地说，涉及自升式钻井平台设计过程中风载荷的确定方法。
【背景技术】
[0002]自升式钻井平台是目前数量最多的钻井平台。自升式钻井平台所遭受风载荷的大小约为平台遭受所有外界环境载荷大小的一半，因此风载荷确定是对自升式钻井平台进行总强度分析、主船体强度分析以及其他分析的最重要的外载荷之一。但自升式钻井平台上遭受风载荷的结构和设备数量多、排放复杂，如平台的总布置侧视图图1和平台的总布置俯视图图2所示，为一典型的自升式钻井平台布置图，在水面以上遭受风载荷的结构和设备主要有:桩腿1，主船体2，悬臂梁3，钻台4，井架5，吊机6，吊机7，吊机8，管堆场9，锚机10，栏杆11，桩腿锁紧液压动力站12，锚支架13，排烟管14，生活楼15，救生艇16，灯和灯杆17,直升机甲板18，直升机19，散热器平台20，呼吸空气系统气瓶21，带缆桩22，起锚绞车23，右舷升降结构24，左舷升降结构25，艏部升降结构26，油漆柜27等。在不同风向下，结构和设备的受风面不同，而且结构和设备之间又有相互遮蔽作用，因此不同风向下结构和设备所遭受的风载荷完全不同。
[0003]已有的公开发表的文献和报告中，所给出的需要确定风载荷的结构和设备并不相同，无一定的规律性；
[0004]已有的公开发表的文献和报告中，在具体确定风载荷时，将结构和设备的各个受风面一一列出来，依次确定每一个风向下每个结构和设备的各个受风面的受风角和有效受风面积，再依次确定得到各受风面的风载荷。
[0005]这种繁琐的风载荷确定过程很容易漏掉某个受风面，且很容易在确定有效受风面积时出错，给风载荷的确定工作带来十分的麻烦，工作效率低下。
[0006]以图7所示某主船体的外型图为例，采用现有技术方式确定风载荷。设测得风向角为135°。
[0007]现有技术主船体风载荷确定中，分别确定三个受风面的风载荷，步骤如下:
[0008]1.确定该风向角下的受风面:此时主船体遭受风载荷的受风面有面a、面b和面c三个面，通过测量获得。
[0009]2.量取受风面的尺寸:设面a、面b和面c三个面水平方向的长度分别为a、b和C，高度皆为主船体的型深h。
[0010]3.确定受风面的面积,分别为:ah、bh和ch。
[0011]4.量取受风面与风向角的夹角0':本例中风向角θ=135°，则面a与风向的夹角为135°，面b与风向的夹角为135° -Θ，面c与风向的夹角为45°。
[0012]5.确定受风面的有效受风面积，分别为:ah.sinl35° > bh.sin(135° -Θ)和ch.sin45° 。
[0013]6.确定形状系数Cs，高度系数Ch，风速V，从而确定各项风载荷F。[0014]现有技术的方法，详细过程如下表所示:
[0015]
【权利要求】
1.一种自升式钻井平台风载荷确定方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、通过测量或设计获取自升式钻井平台上所有结构和设备的尺寸信息，包括长度L、宽度B、高度H; 52、确定风向，从而确定钻井平台上受风的结构和设备，并筛选出各个所述受风的结构和设备受风面的尺寸信息，包括长度、宽度、高度； 53、筛除受风载荷小的结构和设备，分三种: a、完全遮蔽的结构和设备；b、结构物的截面最大尺寸小于0.3m，且截面最大尺寸与长度之比小于0.2的结构和设备; C、长度、宽度或高度皆小于平台主船体长度的百分之一的结构和设备； 从而筛选出需要确定受风载荷的结构和设备； 54、分情况分别确定S3中筛选出的结构和设备的受风载荷: a、对于桁架式桩腿的弦杆、水平撑杆和斜撑杆，利用公式(1)确定风载荷f:
【文档编号】B63B9/00GK103803016SQ201210447049
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】林海花, 石强, 刘祥建, 马延德, 那荣庆, 彭贵胜, 戴挺, 邓强 申请人:大连船舶重工集团有限公司