海洋油气钻采中海洋平台环境载荷分析.docx

研究与分析·机械研究与应用·2012年第6期(总第122期)

研究与分析

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海洋油气钻采中海洋平台环境载荷分析

刘国昊，何莎，王文韬

(川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院，四川广汉618300)

摘要：随着油气需求量的不断增加，海洋油气勘探开发的力度逐步增大，对海洋平台的使用越来越多。海洋平台作为服役于恶劣境且承受风、波浪、海流和地震等多种载荷作用的结构体，其安全性对油气开采有重要影响。通过分析风载荷、波浪载荷、海流载荷和地震载荷对平台的作用形式，得到平台在不同服役环境下这些载荷作用于平台的动态响应，对海洋平台的结构设计、强度分析及其安全评估具有重要意义。

关键词：油气；平台；载荷；波浪；海流

中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1007-4414(2012)06-0017-03

Environmentalloadinganalysisoftheoceanplatformfortheoffshoreoilandgasexploration

LiuGuo-hao,HeSha,WangWen-tao

(Researchinstituteofsafetyandenvironmentalprotectionqualitysupervision,ChuangingdrillingengineeringCo.,Ld,GuanghanSichuan618300,China)

Abstract:Withthedevelopingoftheoilandgasindustry,greatereffortshavebeenmadeinoilexplorationanddevelopment,andmoreandmoreoceanplatformsareused.Asastructuralbodythataresubjectedtokindsofload,suchaswind,wave,o-ceancurrentandearthquake,safetyoftheplatformisimportanttothedilling.Dynamicresponsesoftheplatformthataresub-jectedtokindsofloadindifferentconditionsareobtainedbyanalyzingeffectsoftheseloads,whichisofgreatimportancetothestructuraldesigning,strengthanalysisandsafetyassessmentoftheoceanplatform.

Keywords;oilandgas;platform;load;wave;oceancurrent

1引言

海洋油气勘探开发是陆地石油勘探开发的延续，最早的海洋石油勘探始于1887年1。随后对海洋资源的研究表明，全球海洋油气资源丰富，其含量占全球油气资源总量的34%,目前对海洋油气的开发尚处于早期阶段[2]。海洋平台是海洋油气勘探开采中必不可少的装备，随着我国石油工业的发展，海洋油气勘探开采力度逐步加大，并逐步由浅海与滩海转入深海，需投入使用的海洋平台越来越多[3-5]。海洋平台服役于恶劣环境中，鉴于油气勘探的安全运营和装备的维护决策，有必要对海洋平台进行承载分析。

海洋平台作业于恶劣环境中，很多因素都会对其造成影响，且不同地域不同条件下的平台影响存在差异。海洋平台在使用期间承受的环境载荷主要由风、波浪、海流、地震等自然环境引起，这些载荷对平台的强度与安全具有重要影响，在平台的结构设计、强度分析以及安全评估时全面考虑这些载荷的作用具有重要意义6]。笔者主要运用风载荷、波浪载荷、海流载荷、地震载荷的计算方法，分析这些因素对海洋平台的影响。

2风载荷

作用在海洋平台的风速是时刻变化的，可分为持

续风速和阵风风速，但在海洋工程领域，一般将作用于海洋平台的风速按持续风速处理。同时，离海平面不同垂直高度处的风速大小也不一样，海洋工程中把静水面上方10m处的风速作为基准，并将该基准风速作为设计风速。风速的垂直分布规律为[7-8]

(1)

式中：u,是距离为H处的风速；u10为设计风速；H为距离水