GB/T37349-2019
自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南
Designguidelinesforcantileverstructureofself-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11页
- 文件大小990.81KB
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自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南
国家标准 GB/T37349一2019 自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南 Desigguidelinesforeantileverstruetureofself-elevatingdiriling units 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/37349一2019 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
本标准主要起草人:刘祥建、刘文民伞立忠、刘健、王敏
GB/37349一2019 自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南 范围 本标准规定了自升式钻井平台悬臂梁结构的设计依据、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非横向滑移悬臂梁结构设计,其他类型自升式平台可参照使用
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/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 悬臂梁结构cantileverstrcture 布置于自升式钻井平台主甲板尾端,由两条相互平行的工字梁及连接它们的平台和衔架组成,是井 架、钻台和钻台底座等的承载结构,且能沿轨道滑移到自升式钻井平台甲板以外一定距离
如图1所示 图1悬臂梁结构
GB/T37349一2019 设计依据 设计依据的图样和技术文件包括 a 合同技术说明书; 人级船级社规范; b 总布置图: c d 悬臂梁布置图; 悬臂梁结构图: 悬臂梁甲板载荷; f) 重量统计表; g h 污水井、各类仓库、门布置图; 结构节点图册
5 设计方法 5.1主要结构型式确定 5.1.1悬臂梁结构主要包含工字梁纵向结构、钻台滑移支撑结构、管子堆场平台及其他内部平台和附 属结构等,悬臂梁结构示意图如图2所示
说明: -工字梁纵向结构; -钻台滑移支撑结构; 3 -管子堆场平台
图2悬臂梁结构示意图 5.1.2根据悬臂梁纵向结构横剖面不同,悬臂梁结构型式主要分为“箱型”和“门型”,如图3和图4 所示
GB/37349一2019 图3“箱型”悬臂梁横剖面示意图 图4“门型”悬臂梁横剖面示意图 5.1.3箱型悬臂梁型式内部为封闭结构,内部布置相应的设备,自升式钻井平台主甲板在悬臂梁收回 时不可布置其他设备
有横向肋板,横向强度由甲板横梁和横向肋板承受
其特点是操作方便,节省甲 板空间.悬臂梁结构重量大,悬臂梁滑移系统负荷大
5.1.4门型悬臂梁型式内部开放,自升式钻井平台主甲板可以堆放物品
无横向肋板,横向强度由甲 板横梁承受,在甲板横梁和侧向梁之间设置侧向支柱
其特点是悬臂梁结构重量轻,悬臂梁滑移系统负 荷小,占用自升式钻井平台主甲板空间
5.1.5悬臂梁结构主要型式应综合考虑自升式钻井平台主甲板空间布置、钻井载荷大小,悬臂梁外伸 距离和悬臂梁滑移系统负荷等确定
5.2结构构件分类 悬臂梁结构根据结构的应力状况及失效后果,分为以下两类
主要构件:对悬臂梁结构整体完整性有重要作用的构件,主要包括纵向工字梁的腹板及面板、 钻台滑动支撑结构的强力横梁及相应环形框架结构、管子堆场平台横梁及相应环形框架结构; b 次要构件:其失效不会影响悬臂梁结构整体完整性的非重要的构件
主要包括纵向工字梁的 扶强材、管子堆场平台上层甲板及扶强材、内部平台及舱壁结构等主要构件以外的其他所有 构件
5.3结构材料的选择 5.3.1悬臂梁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选择 5.3.2根据悬臂梁纵向工字梁下面板的板厚方向受力情况,工字梁下面板宜选取Z向板
GB/T37349一2019 5.4设计载荷 悬臂梁的基本载荷包括: 悬臂梁自重;指悬臂梁结构重量和永久固定在自升式钻井平台上并构成平台的一部分的设施; a D)钻台支反力:指钻台底座作用于钻台滑移支撑结构上的载荷,包含钻台自重、钻台可变载荷钻 台上的钻井载荷和钻台遭受的环境载荷; 钻井载荷:指作用于悬臂梁上的钻井载荷,如防喷器载荷、套管张力等; c d 可变载荷:指悬臂梁钻井作业期间其上需移动和消耗的物品,如液态泥浆、钻杆、钻井水等; e 环境载荷:指悬臂梁作业或拖航过程中遭受的风载荷、流载荷和波浪载荷
5.5结构设计 5.5.1纵向结构 5.5.1.1纵向工字梁结构和扶强材,如图5所示,其设计主要包含工字梁腹板板厚、工字梁面板板厚,扶 强材规格,具体构件规格及材质应根据规范计算或直接计算来确定,纵向工字梁结构应避兔大开孔,若 无法避兔应远离高应力区域,并做补强
5.5.1.2悬臂梁纵向结构长度应满足悬臂梁回收存放和外伸两种作业状态回收存放时悬臂梁应全部 位于平台内,满足悬臂梁存放要求;外伸作业时,其伸出自升式钻井平台外的长度应满足合同技术说明 书要求的一次就位钻井数量
5.5.1.3悬臂梁间距应满足井口区宽度和设备操作空间的要求,通常悬臂梁安装与主体纵舱壁相对应 悬臂梁间距主要取决于主体纵舱壁间距
悬臂梁高度主要取决于结构强度要求,此外还要考虑防喷器 组装、悬臂梁内设备高度等影响
图5悬臂梁纵向结构示意图 5.5.1.4纵向工字梁的扶强材应为垂向布置,每隔一段距离设置垂直杵材,与扶强材形成板架体系，为 确保腹板的强度,防止腹板,面板失稳,析材应与甲板横梁形成环形框架结构,如果材的强度足够支持 腹板,扶强材可不设,由于缺少内部平台的有效支撑,“门型”悬臂梁的甲板横梁和垂向杵材之间应设置 侧向支柱
5.5.1.5根据合同技术说明书要求选取典型钻井作业位置及其最大钻井载荷和剖面属性得出最大弯矩 及最大剪力时的应力状况
纵向结构等效为工字梁后其许用的弯曲应力和许用剪应力计算公式,参见 附录A
5.5.1.6悬臂梁外伸作业时垂向变形应控制以保证悬臂梁能纵向伸缩
5.5.2钻台滑移支撑结构 5.5.2.1如图6所示,其设计主要包括支撑结构强力横梁腹板板厚、面板板厚、扶强材规格及环形强框
GB/37349一2019 架的规格,具体构件规格及材质应根据规范计算或直接计算来确定
说明: -钻台偏移距离; 钻台结构 图6钻台滑移支撑结构示意图 5.5.2.2作业工况和拖航工况结构强度要求包括: 设计载荷应考虑作业工况时最大钻井组合载荷,并选取至少3个钻台偏移点来校核,偏移量- 般选取钻台偏移距离为零;钻台偏移一半;钻台偏移至最远端 b)设计载荷应考虑拖航工况时环境载荷引起的惯性载荷,此时悬臂梁为回收状态,钻台偏移距 离为零
5.5.3管子堆场平台结构 5.5.3.1若管子堆场平台仅承受上层甲板上的载荷(如管支架),不参与悬臂梁总体强度,上层甲板的扶 强材可纵向布置
5.5.3.2若考虑上层甲板除承受甲板上的载荷(如管支架)外,还参与悬臂梁总体强度,上层甲板的扶强 材应横向布置,考虑悬臂梁结构整体刚度,应设置强横梁结构
5.5.3.3管子堆场平台构件尺寸设计应考虑自重和甲板载荷图规定的匀布载荷,及悬臂梁总体变形的 影响
5.5.4内部平台 内部平台设计除考虑结构构件本身外,还应考虑平台上的污水井、梯道开孔、吊物孔及大型设备加 强结构等
5.5.5节点结构 节点结构主要包括以下形式 钻台与悬臂梁连接部位节点,指钻台底座与强力横梁上面板的连接节点以及钻台挡块的节点 a b 防喷器吊梁加强节点,指防喷器吊梁与悬臂梁结构连接的加强结构节点; V型板节点,指纵向工字梁腹板和面板与V型板的连接节点,如图7所示,结构尺寸根据直接 c 计算确定;
GB/T37349一2019 滑道板节点,该节点结构设计要考虑悬臂梁滑道板板厚、规格、开孔尺寸及定位,如图7所示， d 同时节点设计应给出公差要求以确保和滑移装置的配合
说明: -纵向工字梁腹板; 悬臂梁滑道板; -V型板; 纵向工字梁下面板 图7型板节点和滑道板节点示意图 5.5.6附属结构 5.5.6.1除悬臂梁主体结构外,悬臂梁布置图中表示的其他附属结构,主要包括;挡风墙结构、防撞墙结 构,套管张力平台结构、沉砂池结构、气闸区结构等
5.5.6.2附属结构设计应考虑附属结构与悬臂梁主体结构的连接形式以及附属结构自身的构件规格及 尺寸等内容
5.6板缝和焊接设计 5.6.1板缝排列 5.6.1.1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,并以此对分段划分 提出优化建议
板缝排列时,对接焊缝与对接焊缝、对接焊缝与角焊缝之间的距离应满足建造要求
5.6.1.2 5.6.1.3悬臂梁纵向工字梁面板及滑道板较厚,为了减小焊接变形,应尽可能减少板缝数量
5.6.2悍接规格的确定 悬臂梁结构中主要的板材设计为对接焊缝;除高应力区以外的其他T型节点均采用双面连接角 焊;悬臂梁V型板焊接按照GB/T37347的要求,悬臂梁结构全焊透按照GB/T37335的要求
设计校核 6 6.1悬臂梁结构设计是否满足产品合同技术说明书中有关要求
6.2悬臂梁结构设计是否满足悬臂梁、钻台的功能要求和界面要求
6.3悬臂梁结构设计是否符合人级船级社建造规范要求
6.4综合评估悬臂梁结构图所表述的结构系统的适用性、工艺性及经济性
GB/37349一2019 录 附 A 资料性附录 纵向工字梁等效后许用应力计算 悬臂梁纵向结构可等效为工字梁,如图A.1所示
图A.1工字梁尺寸 悬臂梁结构工字梁许用弯曲应力按式(A.l)计算 F=F,×R×R
A.1) 其中: 50000又C 17000Xc 当L/rT习 时,F (Lh/rr" T02000Xc 5T0O0G F,(L/rT [" 当 时,F [了 1 530000XC 12000×c 同时还应满足F=
GB/37349一2019 参考文献 [1]cCS海上移动平台人级规范,2016 [2]AHs海上移动式钻井平台人级与建造规范(Mobileofshoredrlin说umi),201s [[3AISCSpecifieationforstrueturalsteelbuildingsallowablestress desigandplastiedesign 9thedition
自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南GB/T37349-2019
自升式钻井平台是海上石油勘探开采的重要设备之一。在自升式钻井平台中，悬臂梁结构是支撑钻井平台上部设备的重要组成部分。因此，悬臂梁结构的设计质量对钻井平台的安全性和稳定性具有重要影响。为了保证自升式钻井平台悬臂梁结构的设计质量，在中国，相关的标准和规范已经得到了完善和不断更新。 其中，最新发布的悬臂梁结构设计指南GB/T37349-2019，是自升式钻井平台悬臂梁结构设计的权威标准。该标准详细规定了自升式钻井平台悬臂梁结构的设计原则、要求和流程，旨在提高悬臂梁结构的设计质量和安全性。 该标准明确了自升式钻井平台悬臂梁结构的基本要求，包括荷载计算、材料选用、连接件设计、防腐措施等。其中，荷载计算是悬臂梁结构设计的重点，需要充分考虑风、浪、冰、雪等外部因素对平台的影响，并进行合理的计算和模拟。此外，在材料选用和连接件设计中，也需要严格按照相关标准和规范的要求进行。 除了基本要求，该标准还详细介绍了自升式钻井平台悬臂梁结构设计的流程和注意事项。在设计流程中，需要进行初步设计、详细设计、验收等环节，并保证每个环节的设计符合标准和规范要求。同时，还需要注意与其他结构的协调和优化，确保整个平台的稳定性和安全性。 综上所述，自升式钻井平台悬臂梁结构设计指南GB/T37349-2019是自升式钻井平台悬臂梁结构设计的重要参考，对于提高钻井平台的安全性和稳定性具有积极意义。相关企业和设计单位应该认真遵守该标准的要求，确保自升式钻井平台悬臂梁结构的设计质量和安全性。
