毕业论文关键词：自升式单位；定位基础；波浪荷载；非线性动力分析

图1 典型的自升式海洋平台

1。简介

    自升式钻井平台是移动式近海钻井装置。该一个自升式的基本特征如图1；船体由（通常）三种的K-晶格腿，每个支撑搁在被称为大倒锥形的基础桩脚箱。在安装过程中，钻机被定位成搁在海床上，并在船体的底脚升高几米的水面上方。单位为然后通过抽海水进入船体，迫使预装定位桩罐入海底。一旦所需的渗透已经实现，所述预压被去除，船体被升高到它的操作高度。

自升式机组广泛应用于近海石油和天然气勘探。虽然最初设计用于在浅海使用水域，对于其在更深的使用不断增长的需求水域和苛刻的环境，特别是，适合的自升式对于一些深水站点可能有在边际的生存能力显著影响领域的发展。

为了延长自升式的工作范围，它必须有准确，可靠的分析和设计方法，消除过度保守。准确的结构分析必须包括波浪载荷的逼真模型，桩脚的几何非线性行为，可以为基脚联合载荷的复杂的非线性响应。由于自升式钻井平台是灵活的，动态的效果显著。因此需要一个动态分析，并且由于存在于众多非线性，这必须由直接积分在时域中的运动方程进行。

本文介绍从已经开发，以满足上述要求的非线性动力有限元程序结果。首先，介绍了该方案的基本特征。用于参数研究代表自升式模型，然后简单说明。结果提出一系列的分析提出，先使用该程序的准静态分析选项，然后使用动态分析，变化的波形高度和周期的影响是独立的研究。文献综述

2。非线性分析程序

分析使用了专门开发的二维非线性有限元程序执行。这是详细地汤普森和卫尔勒等人所述。因此仅简要这里给出。该方案的基本元件是钻机腿的结构建模，基础模型，环境负荷的表示和所使用的动态分析算法。

由于模型是二维的，有一定的影响，不能考虑其他因素，假定波力与钻机的对称轴对齐，但在任何情况下，这通常是一个最坏情况的假设。更显著波方向（传播海洋）的效果没有考虑。钻机的扭转位移模式不能在一个2 -D分析来建模，但近似的分析表明，这些预计比位移这里研究的模式显著少得多。

2。1结构模型

由于他的桩脚过长，自升式的结构的船体是相对牢固。腿充当梁柱，由于显著轴向负载的存在。此外，效果和剪切变形是显著。因此行为是高度非线性的，并且不能由线性弯曲理论来代表。但是请注意，所有这里所考虑的非线性从几何和效果出现，由于可塑性不考虑。自升式不能在其工作范围内的期望呈现塑性行为。

在本章的晶格腿由等效弹性梁元件建模。这些元素的切线刚度矩阵是使用基于奥兰的欧拉梁柱制剂。[3]这充分占大的变形和效果，具有修改以考虑剪切变形[4]的。这种方法使用相对较少的梁柱元素给出准确的结果。一致的质量矩阵基于初始线性形函数被使用，并且结构阻尼使用瑞利方法，其中，所述阻尼矩阵被作为质量和刚度矩阵的线性组合来建模。

2。2 地基模型

在大多数自升式动态分析，定位桩可以基金被钉扎支撑[5]，即，具有在垂直和水平方向上无限刚性，但没有旋转刚度建模。然而，贝尔[6]已经表明，立足点刚度是高度依赖于埋置深度，并且定位桩罐引入的水平和旋转自由度之间的交叉耦合。马丁[4]已经试验研究定位桩罐粘土地基的屈服行为。他开发了一个基础模型，称为B型，其结合于埋置深度的依赖性，以及所有的作用力部件之间的必要的交叉耦合。它被配制成加工硬化的可塑性模型，能够描述屈服和后屈服的行为。该模型的详细描述超出了本文的范围，但它代表的现实作为目前在红土一个桩脚箱的可能的行为。该方案包括选择，定位桩模型可以通过固定或固定支架，或使用模型B地基来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-