ju2000e钻井平台桩靴建造方案的优化
桩靴是自升式海洋平台的重要组成部分，它的主要作用是支撑平台。桩靴结构的可靠性决定了该自升式平台是否稳定。在设计桩靴的过程中，我们要考虑的载荷主要是垂直的轴向力和土壤对桩腿底部的力。本次毕业设计的目的是学习海工平台桩靴的作用，结构形式；研究桩靴的制作方法与焊接形式的选择；探讨如何在考虑节约成本的基础下进行设计。桩靴通常是锥形的，它的顶部与地面有一定的坡度，顶面与地面有一定的坡度有助于去除聚集在桩靴上的泥土，在坡底面，即使土壤层的硬度很硬，桩靴的插桩操作也可以实施成功。这种设计往往是用来在水下使水能填补桩靴，而在维修的时候也可以将水排出。桩基式桩靴结构具有许多优点，它的最大优点是它可以适应不同的海底地形，无论是海底土层是软或硬，或在海底有海底管道或其他障碍，钻井平台都能够成功实现插入操作。此外，对桩靴的负载是没有严格的顺序的。桩靴式钻井装置底部会有更大的轴向压力并且桩靴在海底泥土中会留下很深的痕迹,这是与沉垫式的相比较。自升式钻井平台有一种危险的工作情况就是如果以后有另一艘钻井平台也在同一区域工作的话，它在完成插桩操作的时候就会碰到以前的痕迹，会使一个或几个桩腿受到水平力的作用，因此插桩是一个很重要的部分。本课题是依据以上桩靴的特点，探究如何设计桩靴从而达到节约建造成本的目的。关键词：桩靴；载荷；土层；建造成本目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外海工平台桩靴设计现状及问题 1
1.2.1 世界当前海洋平台发展格局 1
1.2.2 当前的桩靴焊接问题 3
1.2.3 当前国际上主要的深水自升式钻井平台 6
1.2.4 当前桩靴建造过程中所遇到的困难 6
1.3 本文主要内容 6
第二章 平台及桩靴介绍 7
2.1 海洋平台 7
2.2 桩靴建造 7
2.3 船舶工艺 8
2.4 造船主要工艺技术现状和发展趋势 9
2.4.1 全面推行壳舾涂一体化 9
2.4.2 平台主体装配采用流水线生产 10
2.4.3 焊接向自动化、绿色化、数字化、高效化等方向发展 10
2.4.4 加工成形技术向全面自动化方向发展 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
海洋平台 7
2.2 桩靴建造 7
2.3 船舶工艺 8
2.4 造船主要工艺技术现状和发展趋势 9
2.4.1 全面推行壳舾涂一体化 9
2.4.2 平台主体装配采用流水线生产 10
2.4.3 焊接向自动化、绿色化、数字化、高效化等方向发展 10
2.4.4 加工成形技术向全面自动化方向发展 10
第三章 桩靴建造方案 11
3.1 A单元的建造（以底板为基准正造） 11
3.1.1 AB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 11
3.1.2 内围壁AC的建造（分为两块分别上胎建造） 12
3.1.3 中围壁AF的建造（分为两块分别上胎建造） 12
3.2 B单元的建造（以底板为基准正造） 12
3.2.1 BB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 12
3.2.2 内围壁的建造（分为两块分别上胎建造） 13
3.2.3 中围壁BF的建造（分为两块分别上胎建造） 13
3.3 G单元的建造（以底板为基准正造） 13
3.3.1 GB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 13
3.3.2 内围壁GC的建造（分为两块分别上胎建造） 14
3.3.3 中围壁GF的建造（分为两块分别上胎建造） 14
3.4 C单元的建造（以底板为基准正造） 14
3.4.1 壁板CB建造（CA相似） 14
3.5 分段总组 15
第四章 入泥分析 16
4.1 分析和控制桩靴的入泥深度的重要意义 16
4.1.1 桩靴的入泥深度影响平台的安全性能和机动性能 16
4.1.2 入泥深度影响建造成本 16
4.2 自升式平台桩靴入泥的基本过程 16
4.2.1 插桩过程的入泥 17
4.2.2 “预压”阶段的入泥 17
4.2.3 作业和自存阶段入泥 18
4.3 桩靴入泥的组成 18
第五章 焊接要求 19
5.1焊接材料及操作人员 19
5.2 施焊条件与焊前准备 20
5.3 焊前预热和道间温度及焊后热处理 20
5.4 焊接要求 21
5.5缺陷修补与临时附件去除 21
5.6 大厚度构件（即厚度大于50mm的构件）及管节点的焊接 22
5.7 成本节约 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录一 外文翻译
第一章 绪论
1.1 研究背景
当前我国正处在快速发展时期，综合国力不断增强，因此对能源的需求也越来越大，正是大力发展海洋工程的好时机，自升式海洋平台作为一种当前的主流海洋平台类型，它有着足够的发展空间和应用前景，而其底部的桩靴结构可以说是这个平台赖以生存的基础，在自升式海洋平台中有着极其重要的位置，它的作用是用来支撑平台的。桩靴结构的可靠性对于保证平台的稳定性能具有决定性的作用。同时我们国家也处于发展初期，当前我国的海洋工程技术并不完善，难免在建造过程中造成浪费，因此研究桩靴的设计方式对于节约建造成本有着极其重要的意义。而我研究的课题意义则在于为了更好的节约成本。
1.2 国内外海工平台桩靴设计现状及问题
1.2.1 世界当前海洋平台发展格局
21世纪是真正的海洋世纪。随着陆地上的资源越来越少，人们把对资源的开发的目光逐渐转向占据地球大部分区域的地方海洋，尤其是深海勘探和开发已成为必然趋势，近年来也越来越火。近半个世纪，关于海洋的产业发展迅速，对于海洋油气资源的勘探和开采也最为迅速，可以预测，这个世纪人们将会逐渐认识海洋并且开发海洋。由于海洋资源勘探和开采业的发展，国际间的能源部门、公司、机构对海洋油气钻采设备的需求越来越多，这也就使得海洋工程及装备制造业在船舶工业中的比重占据了很大的一席之地，我认为以后的海洋工程装备和其制造业的发展将会成为衡量一个国家船舶工业强弱的重要标志。??????
据统计，自升式平台由于自身独有的特点：即平台主体可以沿着桩腿进行垂直升降，这使得钻井采油变得相对灵活，因此在浅海资源勘探和开发装备中仍占据比较大的比例。在15年前，全球就已经投入使用400多座自升式平台和200多座浮动式平台。据资料显示，过去的7年里，全世界投入海洋油气开发的项目已经达到400多个，其中水深超过500米的深水项目占到了45％，近乎占据了半壁江山，水深超过1200米的超水深项目占到了30％，我猜测以后该比例将会逐渐增加并成为主流。随着海洋资源开发由浅海逐渐转向深海以及超深海，适应于深水勘探和开采的钻探平台以及半潜式平台所占的比例也在不断的增加（相关数据见表1）。?
表11 各类型钻井平台数量统计表
种类
已工作
正在建造中
总计
钻井船
40
10
50
半潜式平台
167
29
196
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外海工平台桩靴设计现状及问题 1
1.2.1 世界当前海洋平台发展格局 1
1.2.2 当前的桩靴焊接问题 3
1.2.3 当前国际上主要的深水自升式钻井平台 6
1.2.4 当前桩靴建造过程中所遇到的困难 6
1.3 本文主要内容 6
第二章 平台及桩靴介绍 7
2.1 海洋平台 7
2.2 桩靴建造 7
2.3 船舶工艺 8
2.4 造船主要工艺技术现状和发展趋势 9
2.4.1 全面推行壳舾涂一体化 9
2.4.2 平台主体装配采用流水线生产 10
2.4.3 焊接向自动化、绿色化、数字化、高效化等方向发展 10
2.4.4 加工成形技术向全面自动化方向发展 10
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海洋平台 7
2.2 桩靴建造 7
2.3 船舶工艺 8
2.4 造船主要工艺技术现状和发展趋势 9
2.4.1 全面推行壳舾涂一体化 9
2.4.2 平台主体装配采用流水线生产 10
2.4.3 焊接向自动化、绿色化、数字化、高效化等方向发展 10
2.4.4 加工成形技术向全面自动化方向发展 10
第三章 桩靴建造方案 11
3.1 A单元的建造（以底板为基准正造） 11
3.1.1 AB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 11
3.1.2 内围壁AC的建造（分为两块分别上胎建造） 12
3.1.3 中围壁AF的建造（分为两块分别上胎建造） 12
3.2 B单元的建造（以底板为基准正造） 12
3.2.1 BB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 12
3.2.2 内围壁的建造（分为两块分别上胎建造） 13
3.2.3 中围壁BF的建造（分为两块分别上胎建造） 13
3.3 G单元的建造（以底板为基准正造） 13
3.3.1 GB壁板的建造（上面的小肘板均为点焊） 13
3.3.2 内围壁GC的建造（分为两块分别上胎建造） 14
3.3.3 中围壁GF的建造（分为两块分别上胎建造） 14
3.4 C单元的建造（以底板为基准正造） 14
3.4.1 壁板CB建造（CA相似） 14
3.5 分段总组 15
第四章 入泥分析 16
4.1 分析和控制桩靴的入泥深度的重要意义 16
4.1.1 桩靴的入泥深度影响平台的安全性能和机动性能 16
4.1.2 入泥深度影响建造成本 16
4.2 自升式平台桩靴入泥的基本过程 16
4.2.1 插桩过程的入泥 17
4.2.2 “预压”阶段的入泥 17
4.2.3 作业和自存阶段入泥 18
4.3 桩靴入泥的组成 18
第五章 焊接要求 19
5.1焊接材料及操作人员 19
5.2 施焊条件与焊前准备 20
5.3 焊前预热和道间温度及焊后热处理 20
5.4 焊接要求 21
5.5缺陷修补与临时附件去除 21
5.6 大厚度构件（即厚度大于50mm的构件）及管节点的焊接 22
5.7 成本节约 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录一 外文翻译
第一章 绪论
1.1 研究背景
当前我国正处在快速发展时期，综合国力不断增强，因此对能源的需求也越来越大，正是大力发展海洋工程的好时机，自升式海洋平台作为一种当前的主流海洋平台类型，它有着足够的发展空间和应用前景，而其底部的桩靴结构可以说是这个平台赖以生存的基础，在自升式海洋平台中有着极其重要的位置，它的作用是用来支撑平台的。桩靴结构的可靠性对于保证平台的稳定性能具有决定性的作用。同时我们国家也处于发展初期，当前我国的海洋工程技术并不完善，难免在建造过程中造成浪费，因此研究桩靴的设计方式对于节约建造成本有着极其重要的意义。而我研究的课题意义则在于为了更好的节约成本。
1.2 国内外海工平台桩靴设计现状及问题
1.2.1 世界当前海洋平台发展格局
21世纪是真正的海洋世纪。随着陆地上的资源越来越少，人们把对资源的开发的目光逐渐转向占据地球大部分区域的地方海洋，尤其是深海勘探和开发已成为必然趋势，近年来也越来越火。近半个世纪，关于海洋的产业发展迅速，对于海洋油气资源的勘探和开采也最为迅速，可以预测，这个世纪人们将会逐渐认识海洋并且开发海洋。由于海洋资源勘探和开采业的发展，国际间的能源部门、公司、机构对海洋油气钻采设备的需求越来越多，这也就使得海洋工程及装备制造业在船舶工业中的比重占据了很大的一席之地，我认为以后的海洋工程装备和其制造业的发展将会成为衡量一个国家船舶工业强弱的重要标志。??????
据统计，自升式平台由于自身独有的特点：即平台主体可以沿着桩腿进行垂直升降，这使得钻井采油变得相对灵活，因此在浅海资源勘探和开发装备中仍占据比较大的比例。在15年前，全球就已经投入使用400多座自升式平台和200多座浮动式平台。据资料显示，过去的7年里，全世界投入海洋油气开发的项目已经达到400多个，其中水深超过500米的深水项目占到了45％，近乎占据了半壁江山，水深超过1200米的超水深项目占到了30％，我猜测以后该比例将会逐渐增加并成为主流。随着海洋资源开发由浅海逐渐转向深海以及超深海，适应于深水勘探和开采的钻探平台以及半潜式平台所占的比例也在不断的增加（相关数据见表1）。?
表11 各类型钻井平台数量统计表
种类
已工作
正在建造中
总计
钻井船
40
10
50
半潜式平台
167
29
196
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