自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法，首先測(cè)量或設(shè)計(jì)三角桁架式樁腿中的參數(shù)：Di——第“i”個(gè)構(gòu)件的直徑；li——構(gòu)件‘i’長(zhǎng)度；s——橫撐間距；βi——構(gòu)件與水平面間傾角；αi——構(gòu)件軸投影到水平面內(nèi)與流向夾角；CDi——單一構(gòu)件的拖曳力系數(shù)；θ——風(fēng)向入射角度；W——單個(gè)弦桿的齒條根部到齒條另一端的端部的水平距離；CD0——管構(gòu)件的拖曳力系數(shù)，取0.5；CD1——投影直徑W對(duì)應(yīng)的流向垂直于齒條時(shí)的拖曳力系數(shù)。通過上述參數(shù)可以直接確定等效理論公式CD×D=K中的K值，進(jìn)而將三角桁架式樁腿等效成圓柱形樁腿，達(dá)到簡(jiǎn)化自升式平臺(tái)完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性分析中的風(fēng)模型建立和樁腿風(fēng)載荷計(jì)算的目的。
【專利說明】自升式平臺(tái)三角桁架式粧腿等效的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及三角桁架式樁腿穩(wěn)性分析的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸地油氣資源的減少，海洋勘探開發(fā)工作的增加，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的石油、天然氣等資源開采將逐步轉(zhuǎn)移到海洋。自升式鉆井平臺(tái)作為一種移動(dòng)式鉆探裝置，以其優(yōu)良的定位能力和作業(yè)穩(wěn)定性好，是大陸架海域的油氣勘探和開發(fā)的重要裝備之一。自升式平臺(tái)的穩(wěn)性分析是自升式平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，樁腿的風(fēng)模型建立和風(fēng)載荷計(jì)算是平臺(tái)穩(wěn)性計(jì)算分析中的一個(gè)重要組成部分，也是穩(wěn)性計(jì)算的重要輸入數(shù)據(jù)之一，直接關(guān)系到穩(wěn)性分析的結(jié)果。
[0003]本發(fā)明對(duì)自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法進(jìn)行了闡述?，F(xiàn)有技術(shù)的三角桁架式樁腿結(jié)構(gòu)，如圖1和圖3所示，包括三根直立的弦桿I (主舷管)、連接各個(gè)弦桿I的橫撐2、支撐于橫撐2和弦桿I之間的斜撐4，以及內(nèi)部支撐的內(nèi)撐3等多種構(gòu)件。
[0004]根據(jù)等效后CdXD=K的基本理論。其中，Cd為等效后粧腿(圓柱形)拖曳力系數(shù)；D為等效后樁腿(圓柱形)直徑；K為恒定值?；蛘哒f，Cd是樁腿的實(shí)際拖曳力系數(shù)；D-用于穩(wěn)性分析或風(fēng)載荷計(jì)算時(shí)樁腿的等效直徑。
[0005]也就是說，在確定K值后，在實(shí)際確定樁腿穩(wěn)定時(shí)，就可以以不同等效后樁腿(圓柱形)直徑D對(duì)應(yīng)的等效后樁腿(圓柱形)拖曳力系數(shù)Cd值進(jìn)行確定。例如，在進(jìn)行等效樁腿建模時(shí)，為了便于計(jì)算，一般選取等效樁腿的直徑為10米(當(dāng)然要視平臺(tái)大小而定)，得到的K=3.5 ;如果取D=IO米，那么Cd=0.35 ;如果Κ=4.05，D=8米，那么Cd=0.506。Cd用于計(jì)算樁腿風(fēng)載荷的輸入數(shù)據(jù)(替代原來的形狀系數(shù)值)，等效后樁腿的高度要與實(shí)際的保持一致。
[0006]因此如何獲得恒定值的K，是進(jìn)行樁腿穩(wěn)定分析，以及樁腿風(fēng)載荷分析的基本依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述內(nèi)容，本發(fā)明一種自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法，旨在確定等效理論中CdXD=K這一公式中的K值，從而將三角桁架式樁腿等效成圓柱形樁腿，以達(dá)到簡(jiǎn)化自升式平臺(tái)完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性分析中的風(fēng)模型建立和樁腿風(fēng)載荷計(jì)算的目的。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法，包括如下步驟:
[0009]S1、測(cè)量或設(shè)計(jì)確定三角桁架式樁腿中所有構(gòu)件的如下參數(shù):
[0010]D1-第“i”個(gè)構(gòu)件的直徑；
[0011]li—構(gòu)件 ‘i’ 長(zhǎng)度；
[0012]s—橫撐間距；
[0013]β廠-第“ i ”個(gè)構(gòu)件與水平面間傾角；[0014]α ,--第“i”個(gè)構(gòu)件軸投影到水平面內(nèi)與流向夾角；
[0015]CDi—第“i”個(gè)構(gòu)件單一構(gòu)件的拖曳力系數(shù)；
[0016]Θ—風(fēng)向入射角度；
[0017]W-單個(gè)弦桿的齒條根部到齒條另一端的端部的水平距離，
[0018]Cdo-管構(gòu)件的拖曳力系數(shù)，取0.5 ；
[0019]Cd1-投影直徑W對(duì)應(yīng)的流向垂直于齒條時(shí)的拖曳力系數(shù)；
[0020]S2、根據(jù)如下公式，獲得Cd.D = K中K值；
【權(quán)利要求】
1.一種自升式平臺(tái)三角桁架式樁腿等效的方法，其特征在于，包括如下步驟:s1、測(cè)量或設(shè)計(jì)確定三角桁架式樁腿中所有構(gòu)件的如下參數(shù):D1-第“i”個(gè)構(gòu)件的直徑；I1-構(gòu)件‘i’長(zhǎng)度；s-橫撐間距；β 1-第“ i ”個(gè)構(gòu)件與水平面間傾角；a 1-第“ i ”個(gè)構(gòu)件軸投影到水平面內(nèi)與流向夾角；CD1-第“i”個(gè)構(gòu)件單一構(gòu)件的拖曳力系數(shù)；Θ —風(fēng)向入射角度；W-單個(gè)弦桿的齒條根部到齒條另一端的端部的水平距離，CD。一管構(gòu)件的拖曳力系數(shù)，取0.s ；Cm-投影直徑W對(duì)應(yīng)的流向垂直于齒條時(shí)的拖曳力系數(shù)；s2、根據(jù)如下公式，獲得Cd*D= K中K值；
【文檔編號(hào)】E02B17/00GK103806423SQ201210448429
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】梅榮兵, 姚云熙, 那榮慶, 戴挺, 馬延德, 趙杰, 石強(qiáng), 田天, 蘇銀燕 申請(qǐng)人:大連船舶重工集團(tuán)有限公司