【摘要】：自升式鉆井平臺是移動(dòng)式海洋平臺,在海洋石油開發(fā)中最為常用。海洋平臺是海洋油氣資源開發(fā)的基礎(chǔ)性的設(shè)施,所處海洋環(huán)境惡劣,風(fēng)、海浪、海流、地震等災(zāi)害威脅著平臺結(jié)構(gòu)的安全,結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度和極限強(qiáng)度受到嚴(yán)重影響。樁腿作為海洋平臺的支撐結(jié)構(gòu),影響著平臺的安全以及穩(wěn)定性,而樁腿所用材料昂貴,對樁腿優(yōu)化要考慮樁腿的動(dòng)力性能,所以對樁腿采取的是基于動(dòng)力性能的多目標(biāo)優(yōu)化。首先,對自升式海洋平臺靜力動(dòng)力分析。利用軟件建立自升式海洋平臺三維模型,根據(jù)環(huán)境載荷的入射角討論5種工況,根據(jù)規(guī)范施加邊界條件,載荷根據(jù)甲板載荷圖施加,完成靜力分析以后,選取最危險(xiǎn)的一種工況,進(jìn)行動(dòng)力分析,并校核樁腿的屈服以及屈曲強(qiáng)度。其次,對樁腿結(jié)構(gòu)進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化。對樁腿進(jìn)行分段,以樁腿厚度為設(shè)計(jì)變量,動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)力以及固有頻率為約束條件,優(yōu)化時(shí),質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù),若只考慮質(zhì)量最小,樁腿厚度的取值偏向與設(shè)計(jì)變量的下限。然而,表現(xiàn)平臺振動(dòng)情況的加速度變大了,所以有必要進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。最后,對樁腿進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。首先對設(shè)計(jì)變量分析其對樁腿加速度的靈敏度,采取與單目標(biāo)優(yōu)化相同的設(shè)計(jì)變量以及約束條件。目標(biāo)函數(shù)是質(zhì)量最小以及自存工況下加速度最小。
[Abstract]:Jack-up drilling platform is a mobile offshore platform, which is most commonly used in offshore oil development. The offshore platform is the basic facility for the exploitation of offshore oil and gas resources. The marine environment is harsh, such as wind, waves, currents, earthquakes and other disasters threaten the safety of the platform structure, structural fatigue strength and ultimate strength are seriously affected. As the supporting structure of the offshore platform, the pile leg affects the safety and stability of the platform, and the material used for the pile leg is expensive. Therefore, the dynamic performance of the pile leg should be considered in the optimization of the pile leg, so the multi-objective optimization based on the dynamic performance is adopted for the pile leg. First of all, the static and dynamic analysis of the self-elevating offshore platform is carried out. A three-dimensional model of a self-elevating offshore platform is established by using software. Five working conditions are discussed according to the incident angle of the environmental load, the boundary conditions are applied according to the code, the load is applied according to the deck load diagram, and the static analysis is completed. The most dangerous condition is selected for dynamic analysis, and the yield and buckling strength of pile leg are checked. Secondly, the single-objective optimization of the pile-leg structure is carried out. Taking pile leg thickness as design variable, dynamic displacement, dynamic stress and natural frequency as constraint conditions, the quality is taken as objective function in optimization. If the minimum mass is considered, the value deviation of pile leg thickness and the lower limit of design variable are considered. However, the acceleration of the vibration of the platform increases, so it is necessary to carry out multi-objective optimization. Finally, the multi-objective optimization of the pile leg is carried out. Firstly, the sensitivity of the design variable to the acceleration of the pile leg is analyzed, and the same design variables and constraint conditions as the single objective optimization are adopted. The objective function is the minimum mass and the minimum acceleration under self-stored condition.
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2432729