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摘 要:本文主要论述了导管架的设计原则,设计步骤,对导管架的建造流程和建造方法进行了论述,通过本文让我们对导管架的作用和安装设计过程有了一个了解,对我们以后的工作具有一定的指导作用。
关键词:导管架 安装 建造 设计
导管架型平台是由钢管桩通过导管架固定于海底的结构物,导管架本身具有足够的刚性,以保证平台结构的整体性,从而提高了平台抵抗自然荷载的能力。导管架是海洋石油平台中传递荷载的主要部件,其主体是钢质桁[héng]架结构,是海洋石油平台的固定基础。
一、导管架的设计
1、总体设计
根据设计任务书的要求,设计出合理的机构型式,确定主尺寸,进行总布置,计算总体性能,绘总体图,编写总体说明书、总体性能计算书以及相关的试验成果报告等。总体设计要考虑整个平台的综合平衡,协调处理各专业的要求,解决各专业之间可能出现的矛盾,以达到整体设计的合理性。
2、结构设计:根据总体设计确定的结构型式,选择各部分的结构型式,确定其尺寸,进行构建布置,绘结构图,进行结构计算,编写结构计算书和说明书,结构设计包括整体结构设计和各部分结构设计。
3、工艺设计
根据生产工艺要求,对工艺、设备、材料、布置、流程等内容进行设计,编写工艺说明书及各种规格书(specification)。
4、设计步骤
首先根据平台使用目的和要求对导管架进行总体布置,确定主尺寸、使用载荷。根据导管架所处海域位置确定环境条件:风、波、流、冰、地震、水深、温度等,确定平台高程和方位。根据土壤地质资料进行桩基初步设计:确定桩径、桩数、桩长,确定导管尺寸及倾斜度。根据设计规范、长细比等要求,结合经验,确定导管、立面支撑、水平支撑等。根据以上初步估算结果,输入计算机专用软件(如:SACS,ANSYS等),最后确定出详细结构。
二、导管架的建造
1、建造流程
普通钢结构的建造流程对导管架是适用的,只是在此基础上有针对性的增加特殊要求。这些特殊要求通过各种设计的程序来体现。如:焊接、涂装、预制以及吊装、转船等等,以下是典型的建造流程(以文昌15-1为例)
2、典型建造方法
导管架的建造按其所在的站立方式不同而形成两种建造方式:立式与卧式。
(1)立式建造导管架在建造时的状态与工作时状态一样,都是直立的,一般是浅水、小型导管架适用。
(2)卧式建造导管架在建造时的状态与工作时状态旋转90度,即:建造时以导管架的高度方向平放。导管架平放就好比桁架式的箱型梁,上下底面称为顶片与底片,两侧面叫花片,中间的隔板由水平片组成。
卧式建造根据其主要特征又有两种方法:其一吊装扣片法;其二旋转立片法。两者最大区别在于合片方式不同。
吊装扣片法形象称为“搭积木”,工序是先装底片(包括导管),然后吊装花片与水平片,最后将组装好的顶片(含导管)用起重机吊起从顶部扣装,完成合片,扣片图例:
旋转立片法分连部分组装:一部分是一个侧面(含导管);另一部分是顶片与底片及另一个侧面(含导管),组成U型,然后将侧面直立,最后将U型片绕其中一条导管旋转完成合片,图例为:
三、结束语
综上所述,导管架主要由管状构件通过焊接而成,一般呈多边棱台型,座落于海床上,适应复杂的海洋气候工作环境:如海啸、风暴、波、浪、流、海洋生物侵蚀、冰、地震等等,同时它还承受平台的工作荷载。复杂的工作环境,高频率的振动冲击决定了导管架的特殊性。
参考文献
[1] 金书成;杨炎华;. 冰荷载对导管架海洋平台的作用研究 [J]. 中国海洋平台, 2010.05
[2] 张纪刚;单礼会;. 导管架式海洋平台Pall型摩擦阻尼控制研究 [J]. 青岛理工大学学报, 2010.01
[3] 李宝河;. CB26采修一体化平台上部组块吊装就位技术 [J]. 科技咨询导报, 2007.29
关键词:导管架 安装 建造 设计
导管架型平台是由钢管桩通过导管架固定于海底的结构物,导管架本身具有足够的刚性,以保证平台结构的整体性,从而提高了平台抵抗自然荷载的能力。导管架是海洋石油平台中传递荷载的主要部件,其主体是钢质桁[héng]架结构,是海洋石油平台的固定基础。
一、导管架的设计
1、总体设计
根据设计任务书的要求,设计出合理的机构型式,确定主尺寸,进行总布置,计算总体性能,绘总体图,编写总体说明书、总体性能计算书以及相关的试验成果报告等。总体设计要考虑整个平台的综合平衡,协调处理各专业的要求,解决各专业之间可能出现的矛盾,以达到整体设计的合理性。
2、结构设计:根据总体设计确定的结构型式,选择各部分的结构型式,确定其尺寸,进行构建布置,绘结构图,进行结构计算,编写结构计算书和说明书,结构设计包括整体结构设计和各部分结构设计。
3、工艺设计
根据生产工艺要求,对工艺、设备、材料、布置、流程等内容进行设计,编写工艺说明书及各种规格书(specification)。
4、设计步骤
首先根据平台使用目的和要求对导管架进行总体布置,确定主尺寸、使用载荷。根据导管架所处海域位置确定环境条件:风、波、流、冰、地震、水深、温度等,确定平台高程和方位。根据土壤地质资料进行桩基初步设计:确定桩径、桩数、桩长,确定导管尺寸及倾斜度。根据设计规范、长细比等要求,结合经验,确定导管、立面支撑、水平支撑等。根据以上初步估算结果,输入计算机专用软件(如:SACS,ANSYS等),最后确定出详细结构。
二、导管架的建造
1、建造流程
普通钢结构的建造流程对导管架是适用的,只是在此基础上有针对性的增加特殊要求。这些特殊要求通过各种设计的程序来体现。如:焊接、涂装、预制以及吊装、转船等等,以下是典型的建造流程(以文昌15-1为例)
2、典型建造方法
导管架的建造按其所在的站立方式不同而形成两种建造方式:立式与卧式。
(1)立式建造导管架在建造时的状态与工作时状态一样,都是直立的,一般是浅水、小型导管架适用。
(2)卧式建造导管架在建造时的状态与工作时状态旋转90度,即:建造时以导管架的高度方向平放。导管架平放就好比桁架式的箱型梁,上下底面称为顶片与底片,两侧面叫花片,中间的隔板由水平片组成。
卧式建造根据其主要特征又有两种方法:其一吊装扣片法;其二旋转立片法。两者最大区别在于合片方式不同。
吊装扣片法形象称为“搭积木”,工序是先装底片(包括导管),然后吊装花片与水平片,最后将组装好的顶片(含导管)用起重机吊起从顶部扣装,完成合片,扣片图例:
旋转立片法分连部分组装:一部分是一个侧面(含导管);另一部分是顶片与底片及另一个侧面(含导管),组成U型,然后将侧面直立,最后将U型片绕其中一条导管旋转完成合片,图例为:
三、结束语
综上所述,导管架主要由管状构件通过焊接而成,一般呈多边棱台型,座落于海床上,适应复杂的海洋气候工作环境:如海啸、风暴、波、浪、流、海洋生物侵蚀、冰、地震等等,同时它还承受平台的工作荷载。复杂的工作环境,高频率的振动冲击决定了导管架的特殊性。
参考文献
[1] 金书成;杨炎华;. 冰荷载对导管架海洋平台的作用研究 [J]. 中国海洋平台, 2010.05
[2] 张纪刚;单礼会;. 导管架式海洋平台Pall型摩擦阻尼控制研究 [J]. 青岛理工大学学报, 2010.01
[3] 李宝河;. CB26采修一体化平台上部组块吊装就位技术 [J]. 科技咨询导报, 2007.29