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1、王超，等：深水半潛式平臺(tái)高壓泥漿系統(tǒng)應(yīng)力分析超，曾驥，莫建(上海外高橋造船有限公司，上海200137)提要高壓泥漿系統(tǒng)是半潛式平臺(tái)的核心系統(tǒng)之一，其工作壓力巨大，受到的載荷復(fù)雜，為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本文利用CAESARII專業(yè)管系應(yīng)力分析軟件建立高壓泥漿系統(tǒng)模型，合理設(shè)置載荷_7-況，通過對(duì)加栽鉆臺(tái)位移和不加載鉆臺(tái)位移兩種情況進(jìn)行對(duì)比分析，校核管線的應(yīng)力，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞半潛式平臺(tái)CAESARII高壓泥漿系統(tǒng)應(yīng)力分析中圖分類號(hào)P75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼AStressAnalysisofHighPressureMudSystemofDeepw
2、aterSemi—submersiblePlatformWANGChao，ZENGJi，M0Jian(ShanghaiWaigaoqiaoShipbuildingCo．，Ltd．，Shanghai200137，China)AbstractHighpressuremudsystemisoneofthecoresystemsofsemi—。submersibleplat——formwhichenduresenormousworkpressureandhascomplex10ads．Inordertomakesurethesystemrunning
3、safely，thisarticleapplyCAESARIIsoftwaretobuildthemoduleofhighpressuremudsystemandsettingloadcasesreasonable．Throughcarryingontwoconditionscontrastanalysisthatloadingdrillplatformdisplacementandunloadingdrillplatformdisplacementtocheckthestressofpipelines．KeywordsSemi—submer
4、sibleCAESARIIHighpressuremudsystemStressanalysis1前言管線應(yīng)力分析是管線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一段管子的斷裂，一個(gè)支架的失效都有可能引起整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，引起整個(gè)工程的癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著工程設(shè)計(jì)可靠性越來越受到重視，管線應(yīng)力分析在工程設(shè)計(jì)過程中得到了更為廣泛地應(yīng)用，它可以有效地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)問題在使用階段暴露引起的災(zāi)難和損失。在半潛式平臺(tái)運(yùn)行過程中，管系除了受到本身的壓力和溫度作用外，還有平臺(tái)結(jié)構(gòu)的變形以及波浪對(duì)結(jié)構(gòu)加速度的影響。本文就某深水半潛式平臺(tái)的高壓泥漿系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)力分析，主要考
5、慮鉆臺(tái)發(fā)生作者簡介：王超(1984)，男，助理工程師。移動(dòng)時(shí)對(duì)位于鉆臺(tái)上的管系應(yīng)力變化進(jìn)行校核，從而比較添加鉆臺(tái)位移前后系統(tǒng)的應(yīng)力是否在安全范圍內(nèi)。2軟件簡介本文運(yùn)用專業(yè)管道應(yīng)力分析軟件CAESARII對(duì)管系進(jìn)行應(yīng)力分析，CAESARII是美國COADE工程軟件公司研制的管道應(yīng)力分析軟件。CAESARII通過使用簡單梁單元建立管系模型，并定義作用在系統(tǒng)中的載荷，生成系統(tǒng)中用位移、載荷和應(yīng)力表示結(jié)果。該軟件可以通過表格來完成輸入，形成管系模型顯示在屏幕上進(jìn)行評(píng)判，使用方便，為越來越多的工程公司和應(yīng)力分析工作者所采用。CAESARII解決的問題主
6、要分為靜力分析和動(dòng)力分析，靜力分析包括壓力載荷和持續(xù)載荷作用造船技術(shù)2014年第4期(總第320期)下的一次應(yīng)力計(jì)算、管道熱脹冷縮以及端點(diǎn)附加位移等位移荷載作用下的二次應(yīng)力計(jì)算、管道對(duì)設(shè)備作用力的反作用力計(jì)算、管道支吊架的受力計(jì)算以及管道上法蘭的受力計(jì)算。動(dòng)力計(jì)算包括管道自然頻率分析、管道強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)分析、管道地震頻譜分析、減壓瀉放、水錘等。目前應(yīng)用較多的還是管道靜態(tài)應(yīng)力分析和設(shè)備管口載荷校核兩部分。CAESARII軟件中進(jìn)行管道應(yīng)力驗(yàn)算采用的標(biāo)準(zhǔn)為：ANsI／ASMEB31．3、B31．1、BS7159和UKOOA等。3工程實(shí)例本文所建立分
7、析的系統(tǒng)是國內(nèi)建造的一艘深水半潛式平臺(tái)高壓泥漿系統(tǒng)，為了保持模型與現(xiàn)實(shí)狀況的一致性，本文詳細(xì)分析了系統(tǒng)參數(shù)，合理加載到模型中。3．1確定應(yīng)力分析條件3．1．1系統(tǒng)特性設(shè)計(jì)壓力：517bar；試驗(yàn)壓力：775．5bar；工作溫度：20℃～70oC；介質(zhì)密度：0．002kg／cm3。3．1．2系統(tǒng)加速度平臺(tái)漂浮在海上，風(fēng)平浪靜時(shí)，可認(rèn)為平臺(tái)是靜止或者是勻速的運(yùn)動(dòng)，但在風(fēng)浪中的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)會(huì)變成無規(guī)律的加速和減速運(yùn)動(dòng)，即我們通常所說的橫傾、橫搖，縱傾、縱搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)合，為了更好地模擬實(shí)際情況，在運(yùn)算過程中我們采用了南海百年一遇的風(fēng)浪環(huán)境加速度作為輸入條件
8、，如表1所示。表1系統(tǒng)加速度縱蕩橫蕩垂蕩拖曳狀態(tài)o．042g(o．41In／S2)o．123g(1．21In／S2)o．141g(1．38In／S2)作業(yè)狀態(tài)o．0
