[发明专利]一种自升式钻井平台环境图谱绘制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及自升式钻井平台技术领域，特别涉及一种自升式钻井平台环境图谱绘制方法。

背景技术：

在自升式钻井平台交付船东之前，应在操船手册中给出平台作业的环境图谱，为操作者提供作业指导。但环境图谱的形式并不固定，不同形式的环境图谱的绘制方法也完全不同，加上外界环境条件变化多端，在不同的作业水深、风、波浪和海流的组合中，涉及到的计算工况至少成百上千，且每个工况的计算方法和计算过程也非常复杂，使得自升式钻井平台环境图谱绘制成为一项繁重复杂的工作。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种自升式钻井平台环境图谱绘制方法，该方法实现了计算过程简化实用，计算结果精确可靠，图谱使用方便，提高了工作效率，方便了操作者的使用。克服了现有平台环境图谱绘制方法计算工况众多，计算时间长，计算过程复杂的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种自升式钻井平台环境图谱绘制方法，该方法步骤如下：

一、确定平台环境图谱绘制中的所有外界环境参数，包括水深、风速、海流流速和波浪参数；

二、创建平台总体强度分析模型；

三、分别计算出按照步骤一所选取的不同外界环境参数组成的所有工况下的风载荷、波浪载荷、海流载荷和平台惯性载荷，并将这些环境载荷施加到平台的总体强度分析模型中；

四、计算平台在步骤三中计算出的每个环境载荷作用下产生的侧向位移，并由该侧向位移使平台产生的二次弯矩；

五、选择任一由步骤一所选取的不同外界环境参数组成的工况，计算该工况下各环境载荷作用在平台上的弯矩和由各环境载荷引起平台侧向位移产生的二次弯矩之和，并根据力的平衡公式，求解出该工况下的平台桩靴支反力；

六、根据步骤五中选取的所有工况下的平台桩靴支反力，绘制平台环境图谱。

本发明的有益效果是：本发明实现了计算过程简化实用，计算结果精确可靠，图谱使用方便，提高了工作效率，方便了操作者的使用。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为三桩腿自升式钻井平台侧视图。

图2为三桩腿自升式钻井平台俯视图。

图3为环境图谱示意图。

具体实施方式：

一种自升式钻井平台环境图谱绘制方法，该方法步骤如下：

一、确定平台环境图谱绘制中的所有外界环境参数，包括水深、风速、海流流速和波浪参数；

二、创建平台总体强度分析模型；

三、分别计算出按照步骤一所选取的不同外界环境参数组成的所有工况下的风载荷、波浪载荷、海流载荷和平台惯性载荷，并将这些环境载荷施加到平台的总体强度分析模型中；

四、计算平台在步骤三中计算出的每个环境载荷作用下产生的侧向位移，并由该侧向位移使平台产生的二次弯矩；

五、选择任一由步骤一所选取的不同外界环境参数组成的工况，计算该工况下各环境载荷作用在平台上的弯矩和由各环境载荷引起平台侧向位移产生的二次弯矩之和，并根据力的平衡公式，求解出该工况下的平台桩靴支反力；

六、根据步骤五中选取的所有工况下的平台桩靴支反力，绘制平台环境图谱。

实施例

如图1和图2所示，本实施例中的海洋平台的坐标系为笛卡尔坐标系，其中坐标原点O位于左舷桩腿中心和右舷桩腿中心的连线的中点，并位于桩靴支撑点所在的水平面上，X轴指向平台艏部为正，Y轴指向平台左舷为正，Z轴指向上为正。

如图1和图2所示，本实施例中的海洋平台由三个桩靴和三个桩腿支撑，每个桩腿包含三根舷管。如图2所示，每个桩腿通过固桩系统与平台的主船体连接。前桩靴支撑点与左舷桩靴支撑点或右舷桩靴支撑点在X轴上的水平距离为Lx，左舷桩靴支撑点和右舷桩靴支撑点在Y轴上的水平距离为Ly。

自升式钻井平台环境图谱绘制方法为：

确定平台环境图谱绘制中的所有外界环境参数

平台环境图谱中环境参数的确定原则为尽可能覆盖平台作业时所可能遭遇到的所有环境条件，包括：

水深，平台的作业水深应包含技术说明书中给出的作业水深，并包含平台作业海域的典型作业水深，若无平台作业海域水深的环境资料，可分别选取1/4最大作业水深、2/4最大作业水深、3/5最大作业水深、4/5最大作业水深和最大作业水深共5个水深。