海洋平臺 30題答案

1、紅字的為待完善或不確定的1.海洋平臺按運(yùn)動方式分為哪幾類？列舉各類型平臺的代表？固定式平臺 導(dǎo)管架平臺活動式平臺著底式平臺（坐底式平臺、自升式平臺）漂浮式平臺（半潛式平臺、鉆井船）。半固定式平臺 牽索塔式平臺（Spar）：張力腿式平臺（ TLP）：2.海洋平臺有哪些類型？各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？固定式平臺優(yōu)點(diǎn)：整體穩(wěn)定性好，剛度較大，受季節(jié)和氣候的影響較小，抗風(fēng)暴的能力強(qiáng)缺點(diǎn)：機(jī)動性能差, 較難移位重復(fù)使用活動式平臺優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動性能好缺點(diǎn)：整體穩(wěn)定性較差，對地基及環(huán)境條件有要求半固定式平臺優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)水深大，優(yōu)勢明顯缺點(diǎn)：較多技術(shù)問題有待解決3.設(shè)計(jì)半潛式平臺的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？總體設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、

2、鉆井系統(tǒng)集成與鉆井設(shè)備技術(shù)、平臺定位技術(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與疲勞壽命分析技術(shù)、平臺制造技術(shù)等。（深水半潛式）4.設(shè)計(jì)SPAR平臺的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？目前對Spar平臺的研究主要集中在平臺動力響應(yīng)、系泊系統(tǒng)、疲勞分析、垂蕩板和側(cè)板的設(shè)計(jì)研究以及平臺主體與系泊系統(tǒng)、平臺構(gòu)件之間的相互作用的耦合分析,同時,浮力罐與支架間的碰撞問題近年來也成為研究的熱點(diǎn)問題之一5.海洋平臺的設(shè)計(jì)載荷分為哪三類？各類載荷的定義？使用荷載：平臺安裝后，在整個使用期間，平臺受到的除環(huán)境荷載以外的各種荷載。環(huán)境荷載：由海洋的風(fēng)、波浪、海流、海冰和地震等水文和氣象要素在海洋平臺上引起的荷載。 施工荷載：平臺在施工期間所受到的荷載，是發(fā)生

3、在建造、裝船、運(yùn)輸、下水、安裝等階段的暫時性荷載。6.在導(dǎo)管架平臺建造過程中常見的施工措施有哪些？吊裝力：平臺預(yù)制和安裝過程中對平臺組件的起吊力。裝船力：直接吊裝&滑移裝船，強(qiáng)度&穩(wěn)性校核。 運(yùn)輸力：駁船裝運(yùn)&浮運(yùn)，支撐力&拖航力。下水力和扶正力：導(dǎo)管架平臺安裝。安裝期地基反力：地基的支撐力。7.在海洋平臺服役的過程中使有載荷有哪些？同下8.試分析活動載荷和固定載荷有哪些？固定荷載：作用在平臺上的不變荷載，當(dāng)水位一定時荷載為一定值。主要包括，平臺在空氣中的重量和平臺水下部分的浮力?；顒雍奢d：與平臺使用和正常操作有關(guān)的荷載。其作用位置、大小和方向是可變的，主要分為可變荷載（緩慢變化，靜載）和動力

4、荷載（循環(huán)、沖擊、事故荷載，動力特性顯著）。 9.最基本的起控制作用的載荷組合有哪四種？設(shè)計(jì)的工作環(huán)境與平臺上的固定荷載和相應(yīng)的最大活荷載組合；設(shè)計(jì)的工作環(huán)境與平臺上的固定荷載和相應(yīng)的最小活荷載組合；設(shè)計(jì)的極端環(huán)境條件平臺上的固定荷載和相應(yīng)的最大活荷載組合；設(shè)計(jì)的極端環(huán)境條件平臺上的固定荷載和相應(yīng)的最小活荷載組合；10.海洋油氣開發(fā)包括那幾個階段？海洋油氣開發(fā)的特點(diǎn)？ 第一階段：尋找石油階段。普查性的地球物理勘探； 第二階段：開發(fā)階段。評估石油品質(zhì)、儲量。 第三階段：生產(chǎn)階段。打生產(chǎn)井并進(jìn)行油氣的采集、處理、儲存、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)設(shè)施的建設(shè)并進(jìn)行生產(chǎn)。高技術(shù) 高投入 高風(fēng)險 建設(shè)周期長且油氣田壽命短

5、11.海洋油氣集輸系統(tǒng)有哪幾種類型及各種類型的特點(diǎn)？ 全陸式集輸系統(tǒng) 定義：把開采出來的油氣全部送往岸上處理、儲運(yùn)并外運(yùn)的系統(tǒng)統(tǒng)稱。 特點(diǎn)：海上工程量小，便于生產(chǎn)管理，生產(chǎn)操縱費(fèi)用相對較低，經(jīng)濟(jì)效益好，且受氣候影響小。 適用于：淺水、離岸近、油層壓力高的油氣田。 半海半陸式集輸系統(tǒng) 定義：在海上進(jìn)行油氣初處理，把主要的油氣深加工的集輸設(shè)備及儲存、外輸工作放在陸地上的油氣集輸系統(tǒng)稱。 適用：離岸不遠(yuǎn)、油氣田產(chǎn)量高、海底適合鋪設(shè)輸油管線以及陸上有可利用的油氣生產(chǎn)基地或輸油碼頭的油氣田，尤其適用于氣田的集輸。 全海式集輸系統(tǒng) 定義：海上油氣生產(chǎn)處理設(shè)備系統(tǒng)，以及為其提供集中、計(jì)量、處理的生產(chǎn)場地、支

6、撐生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)物全部建在海上。 特點(diǎn)：簡化原油和燃?xì)獾倪\(yùn)輸環(huán)節(jié)，可使油氣田的開發(fā)向自然條件惡劣的深海和儲量大油氣田發(fā)展。 適用于各個時期各種油氣田的開發(fā)。12.導(dǎo)管架平臺有哪些特點(diǎn)？由哪幾個部分組成?平臺結(jié)構(gòu)簡單 整體結(jié)構(gòu)剛性大 安全可靠 適用于各種土質(zhì) 造價低 海上安裝工作量小導(dǎo)管架 鋼管樁 甲板結(jié)構(gòu) 設(shè)施和設(shè)備模塊13.導(dǎo)管架平臺的導(dǎo)管架的主要作用？ 支承上部結(jié)構(gòu)，提高整體穩(wěn)定性； 作為打樁定位和導(dǎo)向的工具； 將平臺上面的負(fù)荷比較均勻地傳遞到樁上； 可安裝系靠船的設(shè)備，作為附屬設(shè)備支撐； 可作為安裝上部結(jié)構(gòu)時的臨時工作平臺。14.導(dǎo)管架平臺在飛濺區(qū)和冰磨蝕取范圍桿件的設(shè)置要求？ 不宜在飛

7、濺區(qū)內(nèi)設(shè)置水平構(gòu)件； 不宜在冰作用區(qū)內(nèi)設(shè)置水平構(gòu)件和斜撐；15導(dǎo)管架平臺的設(shè)計(jì)依據(jù)和一般要求有哪些? 平臺的用途和甲板的尺寸：使用要求，工藝要求和布置； 平臺的位置和方位：位置決定設(shè)計(jì)條件和建設(shè)方式；方位根據(jù)環(huán)境和使用要求確定（正北方向）； 平臺所在位置水深和平臺甲板高程：潮汐資料決定水深，甲板高程保證氣隙高度和使用要求； 平臺總體布置：合理布置，估算重量（載荷）； 海洋環(huán)境資料和場地調(diào)查。 使用要求 安全要求 環(huán)境保護(hù)要求 施工條件要求 經(jīng)濟(jì)條件要求16.海洋平臺設(shè)計(jì)可以分為哪幾個階段？常用設(shè)計(jì)方法有哪些？ 方案設(shè)計(jì)階段：可行性研究或概念設(shè)計(jì)，綜合評價，選擇最佳方案； 基本設(shè)計(jì)階段：對審查確

8、定的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析，確定出主體結(jié)構(gòu)、總體建造及安裝方案、各種規(guī)格書等，確定投資，以便進(jìn)行總包招標(biāo)； 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段：詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析，對基本設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提交詳細(xì)文件； 施工設(shè)計(jì)階段：加工設(shè)計(jì)，解決施工過程中的技術(shù)問題，繪施工圖，制定施工建造工藝，最后繪完工圖。 母型設(shè)計(jì)（仿型設(shè)計(jì)）：即選擇已建成的使用成功的平臺作為母型進(jìn)行仿型設(shè)計(jì)，所選的母型平臺應(yīng)與要設(shè)計(jì)的平臺的使用技術(shù)條件、海洋環(huán)境條件相近，而且經(jīng)證明這種平臺性能良好。在方案設(shè)計(jì)階段，選擇平臺主尺度和結(jié)構(gòu)型式時常用這種方法； 規(guī)范設(shè)計(jì)：即根據(jù)各國船檢局或船級社、石油協(xié)會公布的規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如API、DNV、AB

9、S、LR、GL、BV和NK等； 按強(qiáng)度理論進(jìn)行設(shè)計(jì)：這種設(shè)計(jì)方法是建立在結(jié)構(gòu)力學(xué)、理論力學(xué)、彈性力學(xué)、材料力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識和現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)（如計(jì)算機(jī)軟件SACS等工具）進(jìn)行的設(shè)計(jì)。對復(fù)雜的局部結(jié)構(gòu)需用強(qiáng)度理論分析方法（如有限元分析軟件ANSYS等）。17.影響管節(jié)點(diǎn)疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？ 應(yīng)力幅和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：高（低）應(yīng)力幅低（高）壽命； 殘余應(yīng)力：焊接拉應(yīng)力高塑性變形 裂紋 破壞，熱處理； 材料缺陷：應(yīng)力集中，檢查檢驗(yàn)； 海洋環(huán)境：腐蝕疲勞，低溫疲勞； S-N曲線：標(biāo)準(zhǔn)試件試驗(yàn)結(jié)果，忽略實(shí)際影響。18.我國獲得自升式平臺的主要方式有哪些？直接從國外購買引進(jìn) ：Robinloh-300型

10、，二手平臺-改造購買平臺圖紙國內(nèi)建造 ：F&G（L-780型 ，JU2000型 ） MSC （CJ46 ）自主設(shè)計(jì)建造 ：40m鉆井平臺 ，“港?！?號， CP-30019.自升式平臺的結(jié)構(gòu)組成和拖航方式？濕 拖 干 拖 20.自升式平臺的強(qiáng)度分析至少考慮哪幾種設(shè)計(jì)工況？u 正常作業(yè)工況、遷移工況、升降工況和自存工況。u （2）正常作業(yè)工況系指在規(guī)定的環(huán)境條件下，平臺滿載并升到預(yù)定標(biāo)高進(jìn)行正常作業(yè)時的狀態(tài)。u （3）遷移工況系指平臺進(jìn)行遷移過程中的狀態(tài)，可分為油田內(nèi)遷移工況和遠(yuǎn)洋遷移工況。u （4）升降工況系指平臺升降樁腿，預(yù)壓及升、降平臺主體時的狀態(tài)。u （5）自存工況系指極端環(huán)境條件下，平

11、臺不能繼續(xù)作業(yè)，但可通過調(diào)整可變載荷或放棄部分載荷以及其他措施以達(dá)到某種較為安全的狀態(tài)。21.自升式平臺樁腿長度如何確定?與最大作業(yè)水深有直接關(guān)系22.簡述半潛式海洋平臺的特點(diǎn)及優(yōu)勢？半潛式平臺由立柱提供工作所需的穩(wěn)性，因此又稱為柱穩(wěn)式平臺。半潛式平臺水線面很小，這使得它具有較大的固有周期，不大可能和波譜的主要成分波發(fā)生共振，達(dá)到減小運(yùn)動響應(yīng)的目的；它的浮體位于水面以下的深處，大大減小了波浪作用力。 當(dāng)波長和平臺長度處于某些比值時，立柱和浮體上的波浪作用力能互相抵消,從而使作用在平臺上的作用力很小，理論上甚至可以等于零。 半潛式海洋鉆井平臺具有極強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、優(yōu)良的運(yùn)動性能、巨大的甲板面積和

12、裝載容量、高效的作業(yè)效率、易于改造并具備鉆井、修井、生產(chǎn)等多種工作功能，無需海上安裝，全球全天候的工作能力和自存能力等優(yōu)點(diǎn)。其在深海能源開采中具有其他形式平臺無法比擬的優(yōu)勢。23.FPSO的總體布置設(shè)計(jì)原則有哪些安全可靠，符合規(guī)范。總體布置必須滿足規(guī)范對防火、防爆、逃生等要求，使生活、指揮、消防設(shè)備、應(yīng)急電站、救生設(shè)備、直升飛機(jī)平臺等（安全區(qū)）與油氣處理區(qū)（危險區(qū)）盡量遠(yuǎn)離。對無自航能力的FPSO，其安全區(qū)模塊一般布置在船艏。大容積設(shè)備靠近中軸線布置。甲板上部的生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)功能不同，常按模塊劃分，每個模塊之間都設(shè)有通道。由于波浪作用在船體上發(fā)生橫搖的幾率比縱搖大的多，而橫搖會使船體產(chǎn)生巨大的扭

13、曲應(yīng)力，該應(yīng)力的集中部位正是通道。因此，在模塊布局上盡量將大容積設(shè)備如斜板隔油器、分離器等靠近中軸線布置，以減少船體搖擺產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力。方便生產(chǎn)操作和設(shè)備維修。設(shè)計(jì)主甲板和生產(chǎn)甲板之間的距離時，要考慮到最大設(shè)備的高度、高架管線的高度和維修操作的高度，一般選擇3m 以上。危險區(qū)與非危險區(qū)兩模塊的間距不小于3m。非危險區(qū)的通道寬度不小于2m。設(shè)在甲板上的吊機(jī)一般布置在左右兩舷，前后錯位布置，使吊機(jī)能夠覆蓋絕大部分生產(chǎn)甲板。24.簡述TPL平臺結(jié)構(gòu)組成和工作原理？上部模塊(Topside) 甲板 船體(下沉箱) 張力鋼索及錨系 底基平臺及其下部沉箱受海水浮力,使張力鋼索始終處于張緊狀態(tài),故在鉆井或采

14、油作業(yè)時,TLP幾乎沒有升沉運(yùn)動和平移運(yùn)動。其微小的升沉和平移運(yùn)動(平移運(yùn)動僅為水深的1.5% 2%),在鉆井和完井時主要由水中和井內(nèi)相對細(xì)長的鉆具及專用短行程補(bǔ)償器補(bǔ)償。25.簡述SPA平臺結(jié)構(gòu)組成和工作原理？由平臺甲板、支撐塔架和數(shù)根鋼索組成支撐塔架為瘦長桁架結(jié)構(gòu)，下端靠重力基座坐落海底或靠支柱支撐，上端支承作業(yè)甲板；塔架四周用鋼索、重塊、錨鏈和錨所組成的錨泊系統(tǒng)牽緊，保持直立狀態(tài)；平臺可產(chǎn)生水平方向的移動。小風(fēng)浪微幅擺動，風(fēng)浪大時擺幅大，把重塊拉離海底，吸收部分能量，維持在許可范圍內(nèi)擺動。26.海洋平臺設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？ 總體布置與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 環(huán)境載荷研究 平臺極限承載能力研究 平

15、臺的穩(wěn)性研究 平臺模塊化技術(shù)研究 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)的疲勞性能研究 焊接工藝與接頭韌性評定技術(shù)研究 振動、噪聲預(yù)報(bào)與控制技術(shù)研究 平臺碰撞分析和防撞技術(shù)研究 27.各種海洋環(huán)境載荷對平臺機(jī)構(gòu)和工作的影響？ 風(fēng)荷載 風(fēng)對海工結(jié)構(gòu)的影響十分嚴(yán)重，因?yàn)槠脚_、鉆井船及海上油罐等設(shè)備直接承受風(fēng)荷載的作用。一些浮式海洋工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)性和安全性也與所受風(fēng)力密切相關(guān)。 波浪荷載 處在各種海區(qū)的海洋工程結(jié)構(gòu)，隨時受到海浪的直接威脅；海浪的威力十分巨大，巨浪能把石油生產(chǎn)平臺推倒，把萬噸大船推上半空；有時波高雖不大，但當(dāng)波浪周期與建筑物的固有周期相近時，因共振作用，使建筑物造成毀壞；即使輕微的波浪，因長年累月連續(xù)作用，

16、波浪力也會給建筑物以沖刷而使之損壞。 海流荷載 對海洋工程結(jié)構(gòu)有直接作用；影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)海洋工程的水下部分，必須考慮海流引起的荷載；對拖航時的拖曳力與停泊時的系泊力，也要分析海流的大小與方向。 冰荷載 地震荷載28.導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有哪些原則和特點(diǎn)？總體布局合理，傳力路徑短，構(gòu)件綜合利用性好，材料利用率高，滿足其他專業(yè)對結(jié)構(gòu)型式的要求 應(yīng)盡量使桿件在各種受力狀態(tài)下都能發(fā)揮較大作用, 桿件數(shù)量和規(guī)格力求少，結(jié)構(gòu)盡量對稱； 不宜在飛濺區(qū)內(nèi)設(shè)置水平構(gòu)件； 不宜在冰作用區(qū)內(nèi)設(shè)置水平構(gòu)件和斜撐； 一般情況下，管節(jié)點(diǎn)宜設(shè)計(jì)為簡單節(jié)點(diǎn)； 導(dǎo)管架斜撐的角度（即與水平面夾角）宜在45 度左右； 導(dǎo)

17、管架腿的表觀斜度宜在10：1和7：1間； 隔水導(dǎo)管與結(jié)構(gòu)的連接: 如業(yè)主沒有指定，對于動力響應(yīng)較明顯的平臺，如三腿或獨(dú)腿平臺，水上部分（包括在甲板和導(dǎo)管架的水上水平層上），隔水導(dǎo)管和甲板、導(dǎo)管架的連接要用焊接方法固定，水下部分用楔塊固定； 各樁的受力力求均勻； 對于滑移裝船吊裝下水型導(dǎo)管架，滑靴的布置與吊點(diǎn)的布置要協(xié)調(diào)考慮 裝船滑靴的橫向間距的確定應(yīng)考慮預(yù)制場地與運(yùn)輸駁船滑道的間距； 應(yīng)考慮鉆井，修井的要求。29.海洋平臺設(shè)計(jì)涉及到哪些基礎(chǔ)和專業(yè)知識？30.未來海洋平臺發(fā)展趨勢？深海開采是未來熱點(diǎn)深海開采設(shè)備是研發(fā)方向半潛式平臺u 高效鉆井作業(yè)系統(tǒng) 如何配置多井口作業(yè)系統(tǒng)、鉆桿處理系統(tǒng)、動力錨道等，以提高工作效率，是研制半潛式鉆井平臺的關(guān)鍵。u 升沉補(bǔ)償系統(tǒng) 在深海鉆井作業(yè)過程中為了保持鉆頭恒定接觸井底，必須設(shè)法補(bǔ)償平臺由于風(fēng)浪作用而產(chǎn)生的升沉落差，早期的方法是使用伸縮鉆桿，目前主要采用天車補(bǔ)償、游車補(bǔ)償以及絞車補(bǔ)償?shù)确椒?。u 定位系統(tǒng) 半潛式鉆井平臺在海中處于飄浮狀態(tài)，受風(fēng)、浪、流的影響要發(fā)生縱搖、橫搖運(yùn)動，因