万吨泰山吊吊装海工平台甲板模块强度分析(rev2).pdfVIP

半潜式平台2 万吨泰山吊大合拢强度分析 张忠鹏, 刘仁昌，卢宇，张成 （烟台中集来福士海洋工程有限公司， 烟台 264000） 摘要：利用ABAQUS 有限元分析软件并参考挪威船级社的海工操作规范，对平台整体甲板模块的吊装进行了整体 有限元分析，并在整体分析的基础上利用ABAQUS 软件中子模型的方法分析了吊装舱壁附近区域的开孔应力集中。通 过对整体吊装强度和局部开孔应力强度的评估，形成了整体吊装操作的指导性文件，并通过吊装过程中测得数据和 计算数据的对比，检验了ABAQUS 有限元分析的准确程度。 关键词：半潜式平台；吊装；甲板模块；应力集中；有限元分析ABAQUS 前言： 海工平台甲板模块和下船体模块在陆地上同步并行建造完成后，利用20000 吨“泰山”吊整体 起吊重达一万多吨的上层甲板模块与下船体完成对接，这是烟台中集来福士对海工平台建造模式的 一次革命性创新。这一创新不但使得每个海工平台的建造至少减少两百万工时，而且其合拢工艺的 质量与传统工艺的质量相比也得到了大幅提高。甲板模块在被吊起过程中，整体受力情况如何，特 别是吊钩舱壁附近区域结构强度，直接影响吊装的安全与否。 本文以公司已成功合拢和交付中海油田服务有限公司的中国第一座深水半潜式钻井平台为例， 利用ABAQUS 软件建立了整个甲板模块结构的有限元模型，根据挪威船级社关于海工操作吊装方面 的要求和现场操作的实际情况，评估了平台甲板模块的整体强度，并通过子模型的应用，校核了吊 装舱壁区域的开孔强度。 1 “泰山”吊简介 2 甲板模块整体吊装有限元模型 “泰山”吊参数 2.1 坐标系的确定 起重能力：20000 t 计算模型选取右手坐标系，坐标原点位于零 提升高度：83m/113 m 号肋位的中心基线上，X 轴正向为平台的艏部， 跨距：120 m Y 轴正向为平台左舷，Z 轴正向为垂直向上。 低梁横移距离：±7 m 2.2 模型的创建 两排吊钩间距：35.5 m 到49.5 m 甲板模块吊装有限元模型包括2 个：整体模 起吊速度：0-0.3 m 每分钟 块和吊装舱壁区域的子模型。 吊机三维模型如图1。 整体模型主要关注甲板模块吊装过程中的 整体结构强度，因此模型可以简化。其中，外板、 各层甲板和舱壁通过4 节点壳体单元模拟，关键 区域的T 型材腹板也采用 4 节点壳体单元，其 他的球扁钢、T 型材等都通过2 节点梁单元来模 拟，已完成2 万吨吊装的一座半潜式钻井平台的 整体甲板模块吊装模型见图2 。 吊装舱壁区域的子模型则主要关注吊装舱 壁附近区域开孔的应力集中。因此，在子模型中 吊装舱壁附近的各专业所有开孔都在模型中反 映出来，应用 2 节点梁单元代表孔周围的扶强 图1 20000 吨“泰山”吊机图 材，为了反映应力集中情况，孔周围网格一般采