GB/T37353-2019
自升式钻井平台钻台结构设计指南
Designguidelinesfordrillfloorstructureofself-elevatingdrillingunits
- 中国标准分类号（CCS）U17
- 国际标准分类号（ICS）47.020.99
- 实施日期2019-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数9页
- 文件大小783.78KB
以图片形式预览自升式钻井平台钻台结构设计指南
自升式钻井平台钻台结构设计指南
国家标准 GB/T37353一2019 自升式钻井平台钻台结构设计指南 Designgudelimesftordirilrstrueturefselfelevatingdringumts 2019-03-25发布 2019-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37353一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC12)提出并归口
本标准起草单位:大连船舶重工集团有限公司、船舶重工集团公司第七O四研究所
本标准主要起草人:王海军、杨述闯、李新鑫、张萍、杨玲,杨龙霞,史琪琪、陈琳
GB/37353一2019 自升式钻井平台钻台结构设计指南 范围 本标准规定了自升式钻井平台钻台结构设计依据、设计载荷和设计工况,设计方法,设计校核
本标准适用于自升式钻井平台(以下简称“平台”)可移动钻台结构的设计,其他类型平台的钻台结 构设计可参照使用
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T37331自升式钻井平台结构材料设计细则 GB/T37335自升式钻井平台结构全焊透区域设计指南 GB/T37347自升式钻井平台节点结构 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 钻台结构drillingloorstrueture 用于支撑井架,其他钻井设备的平台结构
设计依据 钻台结构设计依据的图样和技术文件如下 合同技术说明书; b)人级船级社规范及有关的国际公约、规则 钻台布置图; c d 钻井设备(井架、转盘、绞车等)资料
设计载荷和设计工况 5.1设计载荷 5.1.1作业载荷 钻台结构设计所采用的作业载荷包括但不限于下列载荷 固定载荷(钢结构和固定设备的重量); a b 甲板载荷(人员、可移动设备及物料重量); 冰、雪载荷(如适用); c
GB/T37353一2019 d 大钩载荷、立根载荷、转盘载荷和隔水管张力
5.1.2环境载荷 钻台结构承受的环境载荷为风载荷
由于风向不确定，一般取四个风向(45",135",225"和315")施 加风载荷
5.1.3惯性载荷 惯性载荷是指平台在拖航状态下,钻台结构由于平台运动而引起的载荷
根据平台的漂心位置以 及钻台重量重心的位置确定钻台结构的惯性载荷
5.1.4组合载荷 组合载荷是指作业载荷和环境载荷的组合
所有载荷应按平台服役中可能出现的最不利的情况进 行组合,同时还应考虑平台在漂浮状态下由于运动产生的惯性载荷
组合载荷一般按表1并结合设计 工况选取
表1钻台结构设计组合载荷选取 固定载荷 转盘载荷 立根载荷 甲板载荷 环境载荷 大钩载荷 惯性载荷 设计工况 % % 100 100 操作工况 100 100 100 100 自存工况 拖航工况 100 如平台合同技术说明书中有明确要求,拖航状态下的立根载荷根据合同技术说明书确定 5.2钻台结构设计工况 钻台结构采用力学方法进行设计,并根据不同的设计工况进行分析
每一种工况都应考虑环境载 荷与单独载荷相组合
设计工况包括 操作工况; a b 风暴自存工况 拖航工况,包括油田拖航和远洋拖航 c 设计方法 6 -般要求 6.1 6.1.1钻台结构设计应符合钻台布置图要求,并考虑施工工艺性
6.1.2钻台结构设计时应根据各设备的工作原理,确定局部结构的受力情况,进而确定结构布置及型 式设计
6.1.3板材的规格、型材的型式及规格宜采用国家标准,避免使用特殊规格材料
6.2钻台的主尺度设计 钻台应有足够的面积,能有效地布置所有的钻井设备
根据平台钻井流程以及操作需要,确定钻台
GB/37353一2019 设备的布置及功能区域划分
一般平台的区域划分如图1所示
钻井辅助设备 井架基座 井架基座 立根区 转盘 主要钻开设备布置区泼 井架基座 井架基座 钻井绞车 船前 图1钻台区域划分示意图 6.3主要支撑结构设计 6.3.1主梁设计 主梁是指钻台上支撑井架基座、横纵交叉的四根支撑梁结构,主梁是钻台结构设计的基础
根据钻台设备布置图及井架资料设置钻台四根支撑主梁,同时在主梁上部设置井架基座结构用于 支撑井架,井架基座的高度应根据井架资料确定,主梁及井架基座结构的设计应满足井架传递载荷的要 求
其他构件应以此四根主梁为依托进行布置
主梁在高度上应满足防喷器、张力系统及钻台滑移系 统(如果存在)的工作要求
主梁布置如图2所示 钻台主梁承受载荷和跨距较大,宜选用高腹板组合梁
进行组合梁设计时应考虑其整体强度及局 部稳定性
GB/T37353一2019 井架基座 井架基座 钻台主梁 钻台纵梁 转盘支撑梁 立根盒、 钻台主梁 钻台主梁 转盘支撑梁 井心 转盘支撑梁 钻台纵梁 立根盒、转盘支撑梁 井架基座 井架座 钻台主梁 图2主梁布置示意图 钻台支腿结构是钻台与悬臂梁之间的连接构件,是支撑钻台全部重量及载荷的构件,其结构设计 主要包括支腿结构形式,支腿与钻台主梁的连接型式、支腿与钻台滑移轨道的连接及封固型式)及强度 要求较高
宜采用十字交叉板的结构形式,能较好地将井架支腿反力传递到悬臂梁主要承载构件上;在 平台拖航状态下能承受风浪载荷共同作用下钻台产生的不同角度的侧向力,同时便于拖航时预紧和定 位螺栓等封固装置的安装
主梁结构如图3所示
井架基座 井架基座 钻台主梁结构 钻台支腿结构 钻台支腿结构 钻台滑移设备 图3主梁结构示意图
GB/37353一2019 6.3.2转盘支撑梁设计 转盘在起下钻过程中承受井内钻具的重量,其最大承受载荷与井架提升能力匹配
转盘的支撑结 构为下沉结构以保证转盘的上表面与钻台上表面平齐,其下沉距离根据转盘的高度及安装要求确定
转盘支撑梁一般横向布置，一端与立根盒支撑梁位置见图2)连接,另一端与钻台纵梁(位置见图2 连接
转盘支撑梁如图4所示 井心 井心 转燃 -转盘 钻台上表面 钻台上表面 转盘支撑梁 钻台纵梁 立根盒支撑梁 转盘支撑梁 图4转盘支撑梁示意图 6.3.3钻井绞车基座设计 根据钻台设备布置图和钻井绞车设备资料进行绞车基座的设计,应保证绞车基座的上表面与钻台 面平齐
根据绞车主要支撑点的位置以及厂家提供的受力,计算绞车基座结构的性能,同时结合周边结 构,设计合理的绞车基座及加强结构
龈据纹车的工作特点,其下部应设置接油盘结构,保证设备对环境零污染
6.3.4立根盒支撑结构设计 根据钻台设备布置图设计立根盒支撑结构,立根盒应能承受说明书要求的立根载荷
由于立根盒 承受的立根载荷较大,该区域横梁的布置较为密集
横梁一端与钻台主梁连接,另一端与立根盒支撑梁 连接,该纵梁布置在钻台两道主横梁之间(位置见图2),主要支撑立根盒和转盘
为抵抗钻具的冲击， 立根盒上按照合同技术说明书的要求布置硬木甲板层
立根盒支撑结构如图5所示
立根盘上硬木 立根盆下加强结构 立根盒支撑梁 钻台主梁 图5立根盒支撑结构示意图
GB/T37353一2019 6.3.5井架基座设计 井架基座是钻台结构与井架连接的结构,井架基座与井架通过螺栓连接
井架工作状态下的受力 通过井架基座传递到钻台结构上,进而分散到悬臂梁及主船体结构
井架基座设计应考虑操作和拖航工况,操作工况下设计载荷由井架设备资料提供;拖航工况下一般 考虑井架(包括井架上的设备)自重以及由于运动产生的惯性载荷
井架基座上面板距离钻台甲板应保持一定的高度以确保其与井架之间固定螺栓的安装
6.4次要支撑结构设计 在确定了主要支撑结构后,根据钻台结构的外形尺寸和构件的跨距,在主要支撑结构的基础上确定 次要支撑结构的位置,次要支撑结构的设置遵循以下原则 a 结合主要支撑结构的布置,设置部分次要支撑结构作为钻台作业区域的支撑结构; 钻台周界采用次要支撑梁结构;周界的结构作为钻台内部次要结构的支撑 b c 除转盘、纹车、立根等主要设备以外,管汇、液压单元、司钻房、死绳固定器等设备重量或载荷较 大,需采用次要支撑结构作为加强 立根盒内部支撑结构;立根盒部位受均布载荷作用,且载荷较大,内部的支撑结构应采用次要 d 支撑梁
6.5钻台甲板设计 6.5.1井架支脚内部区域及立根区域的钻台甲板应能承受241.3mm(9%in)钻铤立根从1.5m高处坠 落引起的冲击载荷,且结构应力不超过材料的上屈服强度 6.5.2其他甲板应根据合同技术说明书要求及规范规定的甲板载荷进行设计
6.6附属结构设计 6.6.1钻台甲板边缘应设置流水槽结构;转盘和立根盒区域四周应设置流水槽结构
6.6.2钻台四周宜设置挡风墙结构,其围壁一般为槽型舱壁
挡风墙结构强度能够满足自存工况下风 载荷的冲击要求
6.6.3挡风墙四周应设置舷窗以满足观察视野及通风要求
挡风墙高度应考虑内部管汇、设备的操作 和维修等要求
6.6.4所有可能存在油污泄漏风险的区域应设置集油盘结构,属于次要构件,设计成斜面,并保证清理 操作空间
6.7结构材料选取 钻台结构材料选取与结构设计最低温度、构件分类、材料级别厚度等因素有关,按照GB/T37331 选取
6.8钻台结构节点的选取 结构的设计节点按照GB/T37347选取
6.9焊接设计 6.9.1钻台井架基座及转盘装置的主要支撑结构的端部连接应采用全焊透,具体要求见GB/T37335
6.9.2其他主要支撑结构的连接位置如果受力较大,宜采用全焊透
6.9.3 -般区域的焊接应满足人级船级社规范的要求
GB/37353一2019 设计校核 7.1结构设计和布置是否满足合同技术说明书、人级船级社规范的要求
7.2结构设计是否符合钻台设备布置的要求
7.3结构构件是否满足强度要求
自升式钻井平台钻台结构设计指南GB/T37353-2019
自升式钻井平台是一种海洋钻井设备，其特点是可以在海上自行升降，具有适应深海作业的能力。其中，钻台结构是自升式钻井平台中至关重要的组成部分。 设计原则： 自升式钻井平台钻台结构的设计需要遵循以下原则： 1. 安全性：钻台结构必须满足使用安全性要求，确保乘员、设备和环境不受损害。 2. 可靠性：钻台结构必须具有良好的稳定性和可靠性，以适应海上复杂气候环境的变化。 3. 实用性：钻台结构必须具有合理的结构设计和实用的功能配置，以提高工作效率和操作便利性。 设计流程： 自升式钻井平台钻台结构的设计流程应该包括以下步骤： 1. 确定设计要求：根据钻井平台的使用环境和作业要求，确定钻台结构的设计要求。 2. 进行初步设计：进行钻台结构的初步设计，包括结构方案和草图等。 3. 完善设计方案：对初步设计方案进行细化和完善，涉及结构细节、安装方案和操作方式等。 4. 验证设计方案：对设计方案进行验证和优化，确保符合设计要求和标准。 5. 编制设计文件：编制必要的设计文件和技术资料，为制造和安装提供依据。 设计要求： 自升式钻井平台钻台结构的设计需满足以下要求： 1. 抗风载荷：钻台结构需要抵御强风、大浪等海洋环境带来的挑战，需要具备较强的抗风能力。 2. 抗波浪载荷：钻台结构需要能够承受大浪的冲击力，且不会发生倾覆现象。 3. 可调性：钻台结构需要能够实现水平位置和高度调整，以适应不同深度的海洋环境和作业需求。 4. 安全性：钻台结构需要具有安全性保证，如避免发生爆炸、火灾等危险事故的发生。 5. 操作便利性：钻台结构需要满足操作便利性要求，方便乘员进行操作和维护。 综上所述，设计出符合自升式钻井平台钻台结构设计指南GB/T37353-2019的钻台结构是非常重要的。只有在有效的设计过程中考虑并满足以上原则和要求，才能保证钻井平台的稳定运行和作业效率。
