新式海水提升泵塔在自升式钻井平台中的应用

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自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台沿桩腿升降，-般无 自航能力。1953年美国建成第-座 自升式平台，这种平台对水深适应性强，发展较快，约占移动式钻井装置总数的 1/2。工作时桩腿下放插人海底 ，平 台被抬起 到离开海 面安全的工作高度，并对桩腿进行预压载，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷(如图 1所示)。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。

收稿 日期 ：2011-114作者简介 ：曹士 峰(1982-)，男。

图1 自升式钻井平台作业中 国 海 洋 平 台 第 27卷 第 6期4 新式海水提升泵塔结构强度计算以某自升式钻井平台海水提升泵塔为例：主结构架立管 9351×8，撑管尺寸为 9180×8；潜水泵组66183Z组；引水管 1689。

4.1 海水提升泵塔主结构架国 -图 4 海水提升泵塔主结构架海水提升泵架结构如图 4所示，由无缝钢管焊接而成，为三角形，3根主立管，提升泵架外形尺寸为等边三角形，提升泵架内部设海水提升泵三台。提升泵架的焊接应保证强度和精度要求，使该架能在导向孔中自由滑动。泵架利用船体和液压站顶部上导向台作为水平导向，垂向利用与两根立管齿条啮合的齿轮支架作为支撑结构。提升泵架主立管为 #9351×8，撑管尺寸为 180×8。

在计算中，将海水提升泵简化为空间桁架结构。在结构有限元模型中，利用 Pipe59管单元来模拟水中的立管和撑管结构，利用 Pipel6管单元来模拟水上部分的立管和撑管结构，在船体和上导向台作用位置施加水平约束，主甲板上齿轮支承处施加垂向约束，有限元模型如图5所示。

4.3 单元的材料特性和几何参数4.3.1 材料特性海水提升泵架结构材料选用普通船用钢CSB，其材料特性为：弹性模量 E-2.O6×10 MPa；泊松比 -0.3；屈服强度 -235.4 MPa密度 P7.85 t/m。

4.3.2 单元截面几何参数第 6期 曹士峰，等 新式海水提升泵塔在 自升式钻井平台中的应用立管 西351x8；撑管 18O×84.4 载荷波浪、海流载荷根据程序计算结果自动施加，风载荷根据实际作用位置施加在海水提升泵架结构上。

工况按自存工况考虑：波高取为 9.3 1'"1，周期 8.9 s，流速 1.285 m/s；风速取为 51.5 m/s。

4.5 强度计算结果结构安全系数为 1.1O，则其许用应力为：[ ]： /1.25：188.0 MPa实际计算结果最大应力为124.853 MPa，小于许用应力，均满足规范要求。海水提升泵架应力分布如图6所示 。