GB/T37351-2019
自升式钻井平台桩靴结构设计指南
Designguidelinesforspudcanstructureofself-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8页
- 文件大小675.33KB
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自升式钻井平台桩靴结构设计指南
国家标准 GB/T37351一2019 自升式钻井平台桩靴结构设计指南 Designguideinesforspudeanstructureofselfelevatingdriing units 2019-03-25发布 2019-10-01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/37351一2019 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:伞立忠、孟昭闯、杨述闯、张萍、叶柳
GB/37351一2019 自升式钻井平台桩靴结构设计指南 范围 本标准规定了自升式钻井平台(以下简称“平台”)桩靴结构设计依据、型式的确定,设计方法和设计 校核
本标准适用于自升式钻井平台桩靴的结构设计
其他类型自升式平台的桩靴结构设计可参照 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
自升式钻井平台结构材料设计细则 GB/T37331 GB/T37335自升式钻井平台结构全焊透区域设计指南 自升式钻井平台节点结椅 GB/T37347 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 桩靴spudcanm 与自升式钻井平台单个桩腿底部相连的独立水密结构
设计依据 设计依据的图样和技术文件包括 合同技术规格书; a b) 人级船级社规范; 总布置图 c d)目标作业海域海床土壤承载能力 桩靴强度计算结果
5 桩靴型式的确定 5.1桩靴型式 桩靴的平面形状有圆形,多边形等;几何形状有圆锥形、,旋转双面曲型等
5.2桩靴顶部坡角的确定 为方便拔桩,桩靴顶部应设计成具有一定坡角的斜面
桩靴顶部坡角即桩靴顶部主斜面与水平面
GB/T37351一2019 所夹锐角)一般取25"30"
一般桩靴的上拔力随着顶部坡角的增大而减小 5.3桩靴底部坡角的确定 为降低在浅桩靴插人情况下(在沙土或非常硬的黏土中)平台结构滑移的风险,桩靴底部应设计成 具有一定坡角的斜面或锥形
底部坡角即桩靴底部主斜面与水平面所夹锐角)一般取10"~15"
5.4桩靴几何尺寸的确定 5.4.1桩靴的等效直径 桩靴的等效直径一般为10m一22m 对于较大的平台,桩靴的等效直径有变大的趋势,大直径桩靴可以转移对硬质土壤的高反作用力， 并将结构安装在中间的土壤中,等效直径的计算见式(1) R=、4A元 式中 等效直径,单位为米(m) R
桩靴的面积,单位为平方米(m'
A 5.4.2桩靴的承载面积 桩靴的承载面积为桩靴与海床的接触面积
平台在油田安全作业的前提是桩靴最大对地比压小于海床地基的最大承载力,当桩腿传递给桩靴 的最大轴向载荷确定后,根据平台所作业区域的海床地基最大承载力的数值,确定桩靴的承载面积
不 同人泥深度下桩靴的承载面积如图1所示
承载面积 承载面积 泥面 泥面 图1不同入泥深度桩靴的承载面积 设计方法 o 6.1 -般要求 6.1.1设计模式 桩靴结构设计模式有漂浮状态和站立状态两种模式
GB/37351一2019 6.1.2结构节点的选取 在满足强度要求的前提下,桩靴的结构节点按GB/T37347选取
6.1.3材料选择 桩靴结构材料按GB/T37331的要求选择
6.2桩靴主要构件结构型式布置 6.2.1桩靴主要应力的传递 桩靴主要应力的传递方式包括: a 底板传递至加强筋; b 加强筋传递至肋板或析材; 肋板或衔材传递至舱壁; c d 舱壁传递至桩腿弦杆及拉筋
6.2.2 布置依据 依据桩靴的型式及应力的传递方式布置构件,构件布置典型示例如图2,图3所示 加强筋主要有环状布置(图2)和放射状布置(见图3)两种方式,其布置特点见表1
表1环形和放射状结构布置特点 主要结构布置特点 主要构件 环状布置方式 放射状布置方式 加强筋 环状分布 放射状分布 作为加强筋的支撑，一般呈放射状分布 作为加强筋的支撑，一般呈环状分布 肋板或析材 支撑舱驰 作为主要受力构件,，一般与桩腿弦杆相连接,呈放射状分布 图2多边形桩靴布置示例图
GB/T37351一2019 中 图3圆形桩靴布置示例图 6.3桩靴载荷 6.3.1漂浮状态设计载荷 在漂浮状态,桩靴结构承受静水压力,其设计压头取值方法如下 当桩靴与海水连通时;对板为从板的下缘到进水口的垂直距离或者15m,取大者;对加强筋或 a 析材为从加强筋跨距或析材跨距的中点到进水口的垂直距离或者15m,取大者 当桩靴与海水不连通时;对板为从板的下缘到最大作业水线的垂直距离,包括天文潮和风暴潮 b 的潮高;对加强筋或材为从加强筋跨距或材跨距的中点到最大作业水线的垂直距离,包括 天文潮和风暴潮的潮高
6.3.2站立状态设计载荷 在站立状态下,桩靴结构承受桩腿对它施加的载荷.并将这些载荷传递到下面的基础中,设计载荷 为不同工况下桩靴底部及桩靴与桩腿的连接结构可承受的最大载荷
a 预压载工况;承受最大的预压载荷同心分布在桩靴与海底一系列可能接触面积上的压头的 作用
b 正常作业和自存工况:承受由桩腿和船体的重力载荷、平台可变载荷、平台功能载荷、作用在桩 腿上的环境载荷由风、浪、流产生)组合形成的最大的垂向载荷
最大垂向载荷的计算见 式(2),计算得到的桩靴最大垂向载荷值不能超过平台的最大预压载能力 Me" w三十 P F ?? 2 一十w
一 式中: 桩靴承受的最大载荷,单位为千牛(kN); P 升降重量总和,包括空船重量、平台可变载荷和功能载荷,单位为千牛(kN)(假定重 W 心在桩腿所围成的形心处); -桩腿数量 M 总的倾覆力矩,单位为千牛米(kN
m); 前桩腿与后桩腿中心点的距离,单位为米(m); d 单个桩靴的重量,单位为千牛(kN)7 W
GB/37351一2019 F -单个桩靴的浮力,单位为千牛(kN). 偏心工况;承受假定最大的预压载荷均匀分布在50%的底部面积上的压头的作用
6.4桩靴构件尺寸计算 依据不同工况下桩靴所承受的设计载荷,按人级船级社规范的相关要求计算桩靴的初步最小构件 尺寸
最终的构件尺寸应通过桩靴有限元强度计算分析后进行确定
6.5桩靴的强度校核 桩靴的强度按人级船级社规范要求进行校核
6.6结构设计特殊要求 6.6.1桩靴与桩腿的连接区域、桩靴内部的连接件、框架和撑柱应能传递桩腿及桩靴的载荷 肋板、舱壁上人孔设置在肋板或舱壁的中间 6.6.2 6.6.3桩靴底部板架能承受当平台处于漂浮状态并经受波浪运动作用时触底的冲击
桩靴与桩腿的连接肘板,采用软趾肘板以降低疲劳影响
6.6.4 为防止板材可能产生的层状撕裂,应避免在板厚方向关键节点处传递较大拉应力
在板厚方向 6.6.5 产生较大拉应力的地方，宜采用Z向材料
6.7焊缝设计要求 -般区域要满足人级船级社规范对焊接的要求 6.7.1 在桩靴与桩腿的连接区域等高应力部位的媒接按GB/T37335的要求
6.7.2 设计校核 7.1桩靴结构设计和布置是否满足合同技术规格书、人级船级社规范要求
7.2桩靴结构所有构件是否满足强度要求
7.3桩靴的对地比压是否满足目标作业海域海床土壤承载力的要求
GB/T37351一2019 参 考文献 [1]CCs海上移动平台人级规范,2016 assessmentofmobileoff [[2]IsO19905-l;2016Petroleum.andnaturalgas industriesSitespecifie sshoreunits -PartlJack-ups 3 8 NAMETechnical researchbulletin5-5ACommentariestorecommended for practice sitespecificassessmentofmobileJack -upunits,2008
自升式钻井平台桩靴结构设计指南GB/T37351-2019
自升式钻井平台是海上进行石油勘探和生产的重要设备之一，其安全性和可靠性直接影响到海洋石油勘探和开发的成果。而桩靴作为自升式钻井平台的关键部件之一，其结构设计尤为重要。
桩靴的作用
桩靴是自升式钻井平台与海床之间的连接部件，起着支撑自升式钻井平台的重力和水平作用、固定自升式钻井平台位置以及输送液体和气体等作用。因此，桩靴的质量和性能对自升式钻井平台的安全性和稳定性有着至关重要的作用。
桩靴的结构参数
桩靴的结构参数包括桩靴的长度、直径、壁厚、重量、连接方式等。这些参数的设计需参考相关标准和技术规范，如GB/T37351-2019《自升式钻井平台桩靴结构设计指南》中规定的桩靴结构设计参数。
桩靴的材质选择
桩靴的材质应根据工作环境和工作条件进行选择，一般选用高强度钢或合金钢。在选择材料时，需要考虑到桩靴的承载能力、抗腐蚀性、耐磨性以及焊接性能等因素。
桩靴的制造工艺
桩靴的制造工艺包括下料、成形、加工、检测和表面处理等过程。制造工艺的优劣直接影响桩靴的质量和使用寿命，因此需要严格按照相关标准和规范执行。
桩靴的安装和维护
桩靴的安装需要遵循相关的安装规范和流程，在安装过程中要注意桩靴与自升式钻井平台的连接紧固度和稳定性。同时，为了保证桩靴的安全和可靠性，还需要定期进行维护和检修。
总结
自升式钻井平台桩靴的结构设计是自升式钻井平台设计中至关重要的一环，其质量和性能直接关系到自升式钻井平台的安全与稳定。因此，在桩靴的设计、制造、安装和维护过程中都需要严格按照相关标准和规范执行，确保桩靴的质量和可靠性。
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