GB/T37381-2019
自升式钻井平台主体结构设计指南
Designguidelinesformainhullstructureofself-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2019-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数9页
- 文件大小760.76KB
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自升式钻井平台主体结构设计指南
国家标准 GB/T37381一2019 自升式钻井平台主体结构设计指南 esigguidelimesftormainhllstrueturefselrelevatngdrilng units 2019-05-10发布 2019-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/37381一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国海祥船标准化技术委员会(SAC/TC12)提出并归口 本标准起草单位:船舶重工集团公司第七O四研究所大连船舶重工集团有限公司
本标准主要起草人:刘震、石强、盛伟群、李新鑫伞立忠、刘健,姜晶
GB/37381一2019 自升式钻井平台主体结构设计指南 范围 本标准规定了自升式钻井平台主体结构的设计依据、设计内容,设计方法及设计校核
本标准适用于自升式钻井平台(以下简称“平台”)主体结构的详细设计,其他类型自升式平台的主 体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
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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. hl 主体结构 main structure 支撑悬臂梁、钻台及钻井的相关设备、设施的主体平台,通过升降结构与桩腿连接并能够依托桩腿 实现垂向运动,其上放置的各种设备在作业时均处于海平面以上
设计依据 设计依据的图样和技术文件包括 合同技术说明书; a b)人级船级社规范; 船体节点图册; c d)总布置图、升降和锁紧布置图及结构图,内、外部水密性图、吊车基座结构图、干拖布置图、型线 图,分段划分图、船体理论线图,舱柜布置图、人孔布置图、舱口布置图、系泊布置图、梯子布置 图、海底阀箱布置图污水井,各类仓库、门布置图等 设计内容 5 5.1平面结构图 5.1.1平面结构图包括主甲板平面图、机械甲板平面图、内底平面图和外底平面图
5.1.2平面结构图主要表达各层平台板、横梁、纵及纵骨等构件,平台板仅标注板厚(特殊钢材等级 除外),横梁、纵析及纵骨规格较多,可将不同规格予以编号标注,并在附注中说明每种编号对应的具体
GB/T37381一2019 规格,以使图面更加整洁
5.1.3对于平面结构图中所有构件的具体钢材等级应在图样附注中说明
如 所有材料为高强度钢(上屈服强度355MPa),除注明外,钢材等级见表1
表1构件的钢材等级 厚度1 俐材等级 mm AH36 20 DH36 20 注本表数据出自ccs材料与焊接规范》,设计选用时参照人级船级社规范
5.1.4平面结构图应标注其他专业开孔,如舱口盖开孔、人孔、排烟管开孔、梯道开孔等,并处理周围相 关结构,以保证平台强度,对于主甲板平面可加厚大开孔周围甲板板
5.1.5平面结构图中涉及的其他参考图样,如吊机基座图等,应标注出需参考的图样名称及图号
5.1.6主甲板平面图应标注主体的总长、总宽、肋骨间距、纵骨间距以及各桩腿中心位置,并示意桩腿 及升降基础外形,以使相关结构能够合理布置
5.1.7悬臂梁基座处甲板板应加厚,以抵抗来自悬臂梁的垂向力,具体厚度及钢材等级应根据有限元 分析结果确定
5.1.8机械甲板平面图应清晰表达水平纵骨穿越强框架、舱壁的具体结构形式,同时标注出水平纵骨 上流水孔的布置
5.1.9内底平面图应准确反映污水井的布置,并通过详图详细表达污水井与周围结构的具体连接 情况
内底平面图涉及很多大型设备基座加强，如发电饥基座加强、泥浆系基座加强、散料罐基座加 5.1.10 强等,内底结构的布置应充分考虑这些因素,使未来的加强结构能够更加合理的设计,与周围结构融为 体
外底平面图应准确表达干拖加强结构的布置,并通过详图表达干拖加强结构与周围结构的 5.1.11 关系
5.2横剖面结构图 5.2.1横剖面结构图应对每一道横舱壁和强框架进行剖视也包括丫封板和麂封板,并标注出所有构 件的规格,析材及纵骨的规格应直接标注在剖视图中
5.2.2横剖面结构图中应包含典型横骨架式结构剖面,以表达肋骨与纵、纵舱壁等纵向强结构的结 构关系,并标注出各处连接肘板的具体尺寸
5.2.3对于存在甲板梁拱的平台,横剖面结构图中应给出甲板梁拱示意图
5.2.4结构布置形式宜统一,横向强框架与垂向强框架端部连接形式可采用圆弧过渡、斜边过渡或者 肘板过渡,设计时宜选取其中一种连接形式,见图1
GB/37381一2019 主哭构件 圆弧过渡 斜边过渡 肘板过渡 b 图1强框架端部连接形式 5.2.5横剖面结构图中门,通道等大开孔应做相应补强,处于高应力区的大开孔应通过有限元分析确 定加强的具体形式和构件尺寸,如连接左右桩腿的横舱壁上的大开孔
5.2.6管子通道内开孔应根据管路布置确定,并在管子同一侧合理布置通道人孔,结构减轻孔兼做施 工孔时,应合理布置,方便施工 5.2.7悬臂梁的支撑轨道穿过主甲板,插人下方支撑壁,此支撑壁轨道下方的局部扶强材应垂向布置 板厚沿垂向递减,轨道下方不宜开孔,若必须开孔,则应经过有限元分析,进行足够补强
5.3纵剖面结构图 5.3.1纵剖面结构图应对每一道纵舱壁和纵向强框架进行剖视,也包括舷侧外板,并标注出所有构件 的规格,材及纵骨的规格应直接标注在剖视图中
5.3.2纵剖面结构图中应包含典型纵骨架式结构剖面,以表达纵骨与横梁、横舱壁及横向强结构的结 构关系,并标注出各处连接肘板的具体尺寸
5.3.3纵向滑移的悬臂梁通过悬臂梁基座与下方纵向支撑舱壁相连,此支撑舱壁在悬臂梁基座下方的 局部扶强材应垂向布置,并且局部舱壁板加厚
5.3.4纵向支撑舱壁上有大量开孔,如门开孔、排烟管开孔、通风开孔、电缆开孔等
这些开孔应在详 细设计阶段确定大致位置,经过结构补强处理后送审船级社,若无法确定相关信息,也应在设计时予以 考虑,避免后续设计工作被动,见图2
扶强材垂向布置 主里版 局部加板 中间平台 图2结构补强 5.4特殊区域结构图 5.4.1桩腿围井结构图 5.4.1.1桩腿围井区构件尺寸应满足总体强度和局部强度的要求,该区域构件与其他部位构件应过渡
GB/T37381一2019 连接
5.4.1.2桩腿围井区域外形根据桩靴外形的不同而不同,其展开图的外形绘制应准确,使曲面上结构的 布置更加合理
5.4.1.3在围井结构展开图上需准确标注肋位号、距中值、距基值及折角线位置,同时示意出升降基础 外形,见图3 单位为毫米 升降基础 距基1800 基线 图3围井结构展开图 围井区结构与周围强框架及扶强材的连接应避免应力集中,应以详图形式表达 5.4.1.4 围井区结构应避绝大开孔.其他专业开礼也应远离高应力区域,如无法避绝应做适当补强并经 5.4.1.5 船级社认可
5.4.2泥浆舱结构图 5.4.2.1泥浆舱的构件尺寸应按照设计泥浆密度深舱要求确定
5.4.2.2泥浆舱宜采用槽型舱壁,底部应有一定坡度,以方便泥浆收集
5.4.2.3泥浆舱顶部设有泥浆回流槽,槽底部宜有一定坡度,以利于泥浆的流动
5.4.2.4泥浆舱顶盖上布置有搅拌器等设备及开孔,应予以加强
5.4.2.5槽型壁与其他舱壁相交时,交点应处在槽型壁的平直部分
6 设计方法 6.1结构形式的确定 6.1.1平台结构多为三桩腿式,俯视为近似三角形
6.1.2主体设置为箱形结构,由一个单甲板和双层底构成箱体的水平结构,由外板构成箱体的垂向外 包围结构
6.1.3为满足布置要求并增加主体刚性,减小垂向构件跨距,可在甲板与双层底之间设置中间甲板
平台的所有载荷最终都将作用于桩腿,并通过桩靴传导至地基,主体承受的各种载荷主要作用 6.1.4 于桩腿的连线上 6.1.5连线附近的结构宜平行于连线布置,即前后桩腿间采用纵骨架式,左右桩腿间采用横骨架式.主 要包括舱壁、甲板,外板和双层底结构,这些构件组成了主体的主支撑结构
6.1.6悬臂梁基座下方的支撑舱壁，主要承受来自悬臂梁的垂向载荷,支撑舱壁上的扶强材应垂向 布置
GB/37381一2019 6.1.7桩腿围井附近垂向剪力非常大,此区域内舱壁上的扶强材应垂向布置
6.2构件尺寸的确定 6.2.1主体结构构件最小尺寸的选用应相互匹配协调
和常规的船船结糊不同,部分重要区域构件除了满足船级社规范要求以外，一般通过有限元计 6.2.2 算分析验证其结构强度,这些区域主要包括 围井区结构(承受来自桩腿和升降/锁紧的作用力). aa 麂封壁(承受悬臂梁载荷); b 悬臂梁基座下结构及悬臂梁承重壁 c d 吊车基座; e 升降装置相邻结构; 艇装开孔周边,包括;舱口,楼梯口,通风口,主干电缆开孔、布置密集的管系、电缆等躺装开孔 f 群、悬臂梁轨道下舱壁及配电间壁子的各种开孔 干拖区域加强
6.3结构构件的分类 根据构件所承受的载荷,应力水平及模式,关键载荷传递和应力集中以及失效后果,主体结构构件 可分为 主要构件;对平台结构整体完整性有重要作用的构件,其失效会产生本质性的影响
主要包括 a 组成箱型或工字型主支承结构的舱壁板、甲板板、触倒板及底板,以及各种大型设备的支撑结 构,例如吊车、钻台,救生艇平台、直升机平台等; b)次要构件:其失效不会影响平台结构整体完整性的非重要的构件; 特殊构件:在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件,其失效会产生本质性的影响，主要包 c 括与升降、导向、锁紧及支撑结构相连的高应力区域以及与主体相连的吊机基座及其支撑的高 应力区域 6.4结构材料的选择 6.4.1 般要求 结构材料应根据构件的应力水平、结构分类、设计温度以及钢材厚度进行选择
6.4.2板材的基本参数 常用板材的基本参数见表2,对特殊要求的板材,要注明特殊要求
表2常用板材的基本参数 厚度范围！ 上屈服强度 抗拉强度 钢材等级 N/mm" N/mm" mm 普通钢 A，B，D，E 6<1<60 235 400~520 AH32，DH32，EH32，FH32 315 440~570 高强度钢 6GB/T37381一2019 6.4.3型材形式的选择 次要构件(横梁、肋骨、纵骨及扶强材等)的剖面模数确定后,应选取型材的形式,常用型材有T型 钢、H型钢、球扁钢,扁钢角钢,选取原则为 根据剖面模数计算结果确定型材规格,宜选用标准型材; a b 型材高度,面积相同时,角钢、球扁钢的剖面模数较大,扁钢剖面模数较小,为节省材料重量， 尽量不选用扁钢,但扁钢施工方便,选择型材的形式应综合分析选用 型材规格的选用应为订货的规格
6.5板缝的排列 6.5.1板缝排列时应以分段划分为基础,尽可能降低焊缝总长度,减少订货规格,并可以根据此原则对 分段划分提出优化建议
6.5.2曲型板材在板缝排列时应考虑曲加工要求
6.5.3板缝排列时,对接焊缝与对接焊缝、对接焊缝与角缝之间的距离应满足人级船级社规范要求
6.6焊接规格的确定 主体内大部分烬接规格根据人级船级社规范要求确定,但在高应力区存在大量全焊透,主要分布在 以下区域 桩腿围井范围内主要舱壁与主甲板、外底板以及升降基础的焊接; a) b)主体外板周界,主要包括舷侧外板与主甲板、外底板的焊接;舱、娓封板与主甲板,外底板的 焊接 悬臂梁支撑舱壁结构在悬臂梁滑移范围内)与主甲板结构的焊接
6.7结构节点的选取 在满足强度要求的前提下,结构节点的选取按GB/T37347
设计校核 7.1.1是否满足合同技术说明书中有关要求
7.1.2是否满足悬臂梁、升降的功能要求和界面要求
7.1.3是否符合人级船级社规范要求
7.1.4是否正确执行了设计依据的图样和技术文件要求
7.1.5对表述的结构系统的适用性和工艺性作综合评估
GB/37381一2019 参 考文献 [1]cCs材料与焊接规范,2015 [[2]CCS海上移动平台人级规范,2016
自升式钻井平台主体结构设计指南GB/T37381-2019详解
随着油气勘探深入和技术不断提高，海上石油钻探作业成为刚需。而自升式钻井平台由于具备安全性高、移动方便等优点，成为了当前海上石油钻探作业中最常用的作业平台之一。在保证自升式钻井平台的操作安全的前提下，如何通过优化主体结构设计来提高自升式钻井平台的工作效率，是当前自升式钻井平台设计领域研究的热点问题。
GB/T37381-2019是我国自升式钻井平台主体结构设计指南的标准规范。该标准规范了自升式钻井平台主体结构的设计原则、设计方法、结构特点和计算等方面内容，并对其进行了详细的说明。其中，关键技术包括钻井平台主骨架的设计、承载系统的设计、抗侧倾稳定装置的设计等。
在实际应用中，GB/T37381-2019的标准化规范使得自升式钻井平台能够更好地适应海洋环境的恶劣条件，并保证了自升式钻井平台的操作安全。同时，它也为自升式钻井平台的结构设计提供了重要的参考和指导，从而提高了自升式钻井平台的工作效率和经济效益。
总的来说，自升式钻井平台由于具备安全性高、移动方便等优点，成为了当前海上石油钻探作业中最常用的作业平台之一。而GB/T37381-2019的标准规范为自升式钻井平台的结构设计提供了重要参考，同时也为保障其操作安全提供了有力支撑，是自升式钻井平台领域值得重视的标准规范。
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