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1、頁(yè)眉內(nèi)容海洋工程導(dǎo)論答案一、選擇題(每題 2 分,共計(jì) 20 分)1、A2、D3、C4、 B5、 C6、 A7、D8、C9、B10、A二、填空題(每題 2 分,共計(jì) 20 分)1、磨擦樁2、甲板3、半潛式鉆井平臺(tái)4、自升裝置5、圓柱形6、總段法7、齒根部位8、熔接法9、熱影響區(qū)10、焊接接頭三、問答題(每題 10 分,共計(jì) 60分)1、與移動(dòng)式平臺(tái)比較,固定式平臺(tái)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)? 答:優(yōu)點(diǎn): 1)穩(wěn)定性好; 2)海面氣象條件對(duì)鉆井工作影響小; 3)如有工業(yè)性 油氣,可很快轉(zhuǎn)換成采油平臺(tái)。缺點(diǎn):1)不能夠移動(dòng)和重復(fù)使用; 2)造價(jià)較高,其成本隨水深增加而急劇增加 。2、浮式平臺(tái)對(duì)錨泊有什么要求?

2、答: 1)最短出鏈長(zhǎng)度要求:該長(zhǎng)度應(yīng)該大于錨鏈承受極限張力( 1/2 錨鏈破斷張力)時(shí)的懸鏈長(zhǎng)度,以保證 錨前面始終有一段錨鏈水平躺在海床上,使錨總是承受水平拉力。2)錨鏈張力(錨抓力)試驗(yàn): 即預(yù)計(jì)的最大錨鏈張力試驗(yàn),一般不超過錨鏈破斷張力的1/3。如張力試驗(yàn)達(dá)不到要求,要調(diào)大錨爪角,或增加串聯(lián)錨等。3)錨鏈預(yù)張力: 根據(jù)當(dāng)平臺(tái)位移達(dá)到 5%水深時(shí),錨鏈張力達(dá)到其 1/3 破斷張力來確定 。3、自升式平臺(tái)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)? 答 :優(yōu)點(diǎn):對(duì)水深適應(yīng)性強(qiáng);無樁腳底墊時(shí),用鋼量少,造價(jià)較低; 在出現(xiàn)意外的高海浪時(shí),平臺(tái)可增大離水面的距離; 樁腳插入海底時(shí),有良好的搞側(cè)向移動(dòng)性; 平臺(tái)離開水面后,可維修

3、整個(gè)船體。缺點(diǎn):樁腿下部有底墊時(shí),容易造成整個(gè)裝置的飄移; 不適于更深海域; 拖航時(shí),易遭風(fēng)暴的襲擊。4、海洋平臺(tái)用鋼有什么特點(diǎn)?答:( 1)平臺(tái)結(jié)構(gòu)龐大,耗費(fèi)鋼材的數(shù)量多。水深 100m 的導(dǎo)管架式固定采油平臺(tái),需要鋼材 15 000t;水深140-150m時(shí),需要鋼材40 000t;水深 310m 時(shí),需要鋼材 60 000t。( 2)平臺(tái)建造不但用鋼數(shù)量多,構(gòu)件尺寸和厚度也大。構(gòu)件的一般厚度為15-75mm,某些局部構(gòu)件的厚度可達(dá)100mm。頁(yè)眉內(nèi)容自升式平臺(tái)齒條用鋼厚度達(dá) 125-150mm。(3)平臺(tái)用鋼,大部分品種是板材和管材。 由于管材在相同的條件下在海水中的形狀阻力最小, 從而

4、所承受的海浪沖擊力也 最小,所以海洋平臺(tái)的立柱、樁腿、支撐等結(jié)構(gòu)都用管材(大直徑管一般用鋼板 卷制焊接而成)。(4)平臺(tái)用鋼,使用的鋼種多。 為了保證大型鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性, 大量采用普通強(qiáng)度鋼, 增大構(gòu)件尺寸, 以 保證足夠的剛度。但對(duì)承受高載荷的高應(yīng)力區(qū),為減輕自重而采用高強(qiáng)度鋼。(5)平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一些部位剛性很大。在一些節(jié)點(diǎn)連接處, 在厚度方向存在較高應(yīng)力。 這些應(yīng)力在焊接過程中可能會(huì)高 于材料的屈服強(qiáng)度。 如果材料在厚度方向塑性不好, 便有可能在厚度方向產(chǎn)生冷 裂縫,即產(chǎn)生層狀撕裂,因此,平臺(tái)建造需要采用抗層狀撕裂鋼( Z 向鋼)。(6)龐大的平臺(tái)結(jié)構(gòu)焊接工作量很大,所以要求鋼的可

5、焊性要好。 如果鋼的可焊性不好,不僅需要較高的預(yù)熱溫度,而且質(zhì)量也不易保證。5、平臺(tái)殼體的劃分,應(yīng)以平面分段為其主要形式,其原因是什么? 答: 1)由于自升式鉆井平臺(tái)的平臺(tái)是一長(zhǎng)寬相近的結(jié)構(gòu)物,其平面圖形又往往 是三角形或梯形, 不便象船舶那樣將其分為若干環(huán)形總段或立體分段, 不便于得 到整齊的立體分段切口;2)平臺(tái)的艙內(nèi)設(shè)備(如發(fā)電機(jī)組、泥漿泵、大型硅整流裝置等)都應(yīng)經(jīng)單 元組裝后才進(jìn)艙裝在下甲板上, 上面再蓋一層主甲板就完成了封閉工作, 但設(shè)備 安裝處上甲板一般均不開口, 因此只能先使設(shè)備單元進(jìn)艙后再封甲板。 因此,只 有采用平面分段式的甲板結(jié)構(gòu)最為方便;3)若以環(huán)形立體段上船臺(tái),必須經(jīng)過

6、二次組裝,且在吊裝上甲板以前必須 安裝相應(yīng)的設(shè)備單元, 而這些設(shè)備在尺度、 重量方面一般都較大, 與殼體環(huán)形段 組合成一個(gè)兩面開口或三面開口的立體段后不論從重量方面或結(jié)構(gòu)剛性方面考 慮均不合適;4)由于平臺(tái)長(zhǎng)、寬方向的尺寸大致相近,采用平面分段上船臺(tái)有利于向多 個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行裝配焊接施工,從而可擴(kuò)大施工面,縮短平臺(tái)建造周期;5)由于平臺(tái)殼體基本沒有曲度,因此各分段大都可在平面分段流水線或平 面工位建造。 將平臺(tái)殼體劃分為較多的平面分段, 不僅能提高平面分段流水線的 利用率,更為重要的是可以提高生產(chǎn)效率,縮短分段制造周期。6、自升式海洋平臺(tái)由于其作業(yè)要求,不可避免地受到各種海洋環(huán)境的考驗(yàn)。通 常

7、所考慮的作用在平臺(tái)上的外載荷有哪些?并作簡(jiǎn)單說明。 答:通常所考慮的作用在平臺(tái)上的外載荷為風(fēng)載荷、 波浪載荷、 海流載荷和冰載 荷等。1.風(fēng)載荷風(fēng)作用在海洋工程結(jié)構(gòu)物上所產(chǎn)生的載荷叫風(fēng)載荷, 它是指垂直于氣流方向的平 面所受的風(fēng)的壓力。風(fēng)載荷計(jì)算式如下: Pw=C K h q A,式中 C 代表風(fēng)力系數(shù),用以考慮受風(fēng)結(jié)構(gòu)物體體型、 尺寸等因素對(duì)風(fēng)壓的 影響; K h 代表風(fēng)力高度變化系數(shù); q 代表計(jì)算風(fēng)壓; A 代表起重機(jī)或起吊物品垂直與 風(fēng)向的迎風(fēng)面積。2. 波浪載荷波浪作用在海洋工程結(jié)構(gòu)物上所產(chǎn)生的載荷叫波浪載荷。頁(yè)眉內(nèi)容海上結(jié)構(gòu)物所承受的波浪荷載, 常常是設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)物的控制荷載, 它對(duì)工程的造 價(jià),安全度及工作壽命起著舉足輕重的作用。波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用力的特性不僅取決于所處海域的波浪參數(shù)(波高、周期 )及水深3. 海流載荷 海流作用在海洋工程結(jié)構(gòu)物上所產(chǎn)生的載荷叫海流載荷。 當(dāng)只考慮海流作用時(shí),浸沒水下圓形構(gòu)件單位長(zhǎng)度上的海流載荷可按下式計(jì)算:f d=0.5Cd p Al/ 。式中:Cd是阻力系數(shù);p是海水密度;A 是單位長(zhǎng)度構(gòu)件垂直于海流方向的投影面積

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