dexie_Platform_2010Fall_05_平臺總體性能

1、 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 1第五章第五章平臺總體性能平臺總體性能 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 2第一節(jié)第一節(jié)概概 述述 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 3移動式平臺的總體性能移動式平臺的總體性能包括面很廣包括面很廣完整穩(wěn)性完整穩(wěn)性破損穩(wěn)性破損穩(wěn)性

2、坐底穩(wěn)性坐底穩(wěn)性沉浮穩(wěn)性沉浮穩(wěn)性最小干舷最小干舷平臺在波浪中的運(yùn)動平臺在波浪中的運(yùn)動平臺穩(wěn)性平臺穩(wěn)性載重線載重線中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 4為了使有關(guān)的技術(shù)性能得到較好的綜合處理，設(shè)計者必須把握為了使有關(guān)的技術(shù)性能得到較好的綜合處理，設(shè)計者必須把握以下幾點(diǎn)：以下幾點(diǎn)：q根據(jù)平臺的具體使用要求，弄清哪些性能根據(jù)平臺的具體使用要求，弄清哪些性能是必須保證的？哪些是力求提高的？抓住主是必須保證的

3、？哪些是力求提高的？抓住主要矛盾。要矛盾。q為了達(dá)到設(shè)計的目標(biāo)，弄清應(yīng)采取哪些技為了達(dá)到設(shè)計的目標(biāo)，弄清應(yīng)采取哪些技術(shù)措施加以保證？術(shù)措施加以保證？q弄清楚平臺總體性能與主尺度、總布置等弄清楚平臺總體性能與主尺度、總布置等關(guān)系。在構(gòu)思總體方案時就對技術(shù)性能進(jìn)關(guān)系。在構(gòu)思總體方案時就對技術(shù)性能進(jìn)行分析和估算。行分析和估算。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 5完整穩(wěn)性完整穩(wěn)性破艙穩(wěn)性破艙穩(wěn)性坐底穩(wěn)性坐底穩(wěn)性沉浮穩(wěn)性沉浮穩(wěn)性坐底式坐底式自升式自升式柱穩(wěn)柱穩(wěn)( (半潛半潛) )式式 (坐底

4、作業(yè)時坐底作業(yè)時) (坐底作業(yè)時坐底作業(yè)時)中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 6由于它的使用特點(diǎn)，平臺不能像船那樣避開嚴(yán)劣的海洋環(huán)境，尤其在作由于它的使用特點(diǎn)，平臺不能像船那樣避開嚴(yán)劣的海洋環(huán)境，尤其在作業(yè)期間，平臺不能輕易撤離井位。因此，它們必須具有抵抗風(fēng)暴的能力。業(yè)期間，平臺不能輕易撤離井位。因此，它們必須具有抵抗風(fēng)暴的能力。因此，對于移動式平臺，因此，對于移動式平臺，穩(wěn)性穩(wěn)性是至關(guān)重要的。它

5、們與移動式平臺的使用是至關(guān)重要的。它們與移動式平臺的使用性能和安全性能有著密切的聯(lián)系。性能和安全性能有著密切的聯(lián)系。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 7與常規(guī)船舶相比，移動式平臺的結(jié)構(gòu)型式比較特殊，因此計算與常規(guī)船舶相比，移動式平臺的結(jié)構(gòu)型式比較特殊，因此計算方法較之船舶靜力學(xué)中所述的方法有所不同。方法較之船舶靜力學(xué)中所述的方法有所不同。q由于移動式平臺的長度和寬度比較接近，而且在海上將受由于移動式平臺的長度和寬度比較接近，而且在海上將受到各種風(fēng)浪的作用。所以平臺穩(wěn)性不能像常規(guī)船那

6、樣只校核到各種風(fēng)浪的作用。所以平臺穩(wěn)性不能像常規(guī)船那樣只校核橫向穩(wěn)性，而應(yīng)考慮平臺在不同風(fēng)向時的穩(wěn)性。橫向穩(wěn)性，而應(yīng)考慮平臺在不同風(fēng)向時的穩(wěn)性。q平臺穩(wěn)性校核計算工作量相對大，包括：平臺穩(wěn)性校核計算工作量相對大，包括：q各種傾斜方向各種傾斜方向q各種狀態(tài)各種狀態(tài)恢復(fù)力臂、風(fēng)傾力臂、進(jìn)水角恢復(fù)力臂、風(fēng)傾力臂、進(jìn)水角q破艙穩(wěn)性是穩(wěn)性校核的要點(diǎn)。破艙穩(wěn)性是穩(wěn)性校核的要點(diǎn)。q 規(guī)范對平臺破艙穩(wěn)性的要求也比較高。規(guī)范對平臺破艙穩(wěn)性的要求也比較高。q 平臺內(nèi)部艙室的劃分比常規(guī)船復(fù)雜。平臺內(nèi)部艙室的劃分比常規(guī)船復(fù)雜。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計

7、原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 8坐標(biāo)系坐標(biāo)系q 穩(wěn)性計算的坐標(biāo)系可以沿用船舶計算的坐標(biāo)系。穩(wěn)性計算的坐標(biāo)系可以沿用船舶計算的坐標(biāo)系。q 由于移動式平臺的結(jié)構(gòu)型式各不相同，且與船有較大差別，故由于移動式平臺的結(jié)構(gòu)型式各不相同，且與船有較大差別，故應(yīng)根據(jù)平臺的具體結(jié)構(gòu)型式確定坐標(biāo)系。應(yīng)根據(jù)平臺的具體結(jié)構(gòu)型式確定坐標(biāo)系。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 9坐標(biāo)系坐標(biāo)系自升式平臺自升式平臺XYZXOO坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)O交點(diǎn)交點(diǎn)平臺縱中剖面平臺縱中剖面平臺橫中剖面平

8、臺橫中剖面平臺基面平臺基面X軸指向首部為正軸指向首部為正Y軸指向左舷為正軸指向左舷為正(不同于船的坐標(biāo)系不同于船的坐標(biāo)系)Z軸指向上為正軸指向上為正 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 10坐標(biāo)系坐標(biāo)系自升式平臺自升式平臺XYZXOOXWYW為了計算平臺在不同風(fēng)向角的穩(wěn)性，為了計算平臺在不同風(fēng)向角的穩(wěn)性，需建立另一個坐標(biāo)系需建立另一個坐標(biāo)系(XW, YW,Z)XW軸與風(fēng)向一致；軸與風(fēng)向一致；XW軸與軸與X軸的夾角即軸的夾角即風(fēng)向角風(fēng)向角 。兩種坐標(biāo)系的關(guān)系為兩種坐標(biāo)系的關(guān)系為sinco

9、sYXXWcossinYXYW 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 11坐標(biāo)系坐標(biāo)系半潛式平臺半潛式平臺ZXXYXWYWOO 為了計算平臺在不同風(fēng)向角的穩(wěn)性，為了計算平臺在不同風(fēng)向角的穩(wěn)性，需建立另一個坐標(biāo)系需建立另一個坐標(biāo)系(XW, YW,Z)XW軸與風(fēng)向一致；軸與風(fēng)向一致；XW軸與軸與X軸的夾角即軸的夾角即風(fēng)向角風(fēng)向角 。兩種坐標(biāo)系的關(guān)系為兩種坐標(biāo)系的關(guān)系為sincosYXXWcossinYXYW 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平

10、臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 12靜水力要素靜水力要素靜水力要素內(nèi)容靜水力要素內(nèi)容(1) 排水體積排水體積 和排水量和排水量 (2) 浮心坐標(biāo)浮心坐標(biāo)(XB, YB, ZB)(3) 水線面面積水線面面積AW及漂心坐標(biāo)及漂心坐標(biāo)(XF, YF)(4) 每厘米吃水噸數(shù)每厘米吃水噸數(shù)TPC(5) 橫穩(wěn)心半徑橫穩(wěn)心半徑BM及縱穩(wěn)心半徑及縱穩(wěn)心半徑BML 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 13靜水力要素靜水力要素對于某一水線，可以先分別計算單個幾何體的各要素，然

11、后再計算整個平對于某一水線，可以先分別計算單個幾何體的各要素，然后再計算整個平臺的凈水力要素。臺的凈水力要素。靜水力要素計算的總體思路靜水力要素計算的總體思路由于一般移動式平臺的水下形狀都是由不同幾何體組合而成。因此，靜由于一般移動式平臺的水下形狀都是由不同幾何體組合而成。因此，靜水力要素的計算也不同于船舶。水力要素的計算也不同于船舶。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 14排水體積排水體積 和排水量和排水量 靜水力要素靜水力要素 jniijV1 jjj 為水線的編號為水線的編號i

12、為第為第 j 根水線下幾何體的編號根水線下幾何體的編號Vi 為第為第 j 根水線下第根水線下第i個幾何體的排水體積個幾何體的排水體積排水體積排水體積排水量排水量 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 151 12 23 34 4j=11 12 23 34 4j=2 111432166VVV 2244326VV靜水力要素靜水力要素 jniijV1 jj舉例舉例排水體積排水體積 和排水量和排水量 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解

13、德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 16浮心坐標(biāo)浮心坐標(biāo)(XB, YB, ZB)靜水力要素靜水力要素jniiijBXVX1jniiijBYVY1jniiijBZVZ1Xi Yi Zi為第為第i個幾何體的排水體積的形心坐標(biāo)。個幾何體的排水體積的形心坐標(biāo)。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 17水線面面積水線面面積AW和漂心坐標(biāo)和漂心坐標(biāo)(XF, YF)靜水力要素靜水力要素jniWijWAA1水線面面積水線面面積漂心坐標(biāo)漂心坐標(biāo)jWniFiWijFAXAX1jWniFiWi

14、jFAYAY1AWi 為第為第 j 根水線下第根水線下第i個幾何體的水線面面積個幾何體的水線面面積XFi YFi 為為AWi的漂心坐標(biāo)的漂心坐標(biāo) 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 181 12 23 34 4j=11 12 23 34 4j=2111WWAAAw1Aw22226WWAA靜水力要素靜水力要素jniWijWAA1水線面面積水線面面積AW和漂心坐標(biāo)和漂心坐標(biāo)(XF, YF)舉例舉例 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原

15、理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 19每厘米吃水噸數(shù)每厘米吃水噸數(shù)TPC靜水力要素靜水力要素100TPCjWjA 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 20橫穩(wěn)心半徑橫穩(wěn)心半徑BM和縱穩(wěn)心半徑和縱穩(wěn)心半徑BML靜水力要素靜水力要素jjAYIBMW2FOXjjAXIBMW2FOYL橫穩(wěn)心半徑橫穩(wěn)心半徑縱穩(wěn)心半徑縱穩(wěn)心半徑IOX IOY為第為第 j 根水線面積對根水線面積對X軸和軸和Y周的慣性矩周的慣性矩 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平

16、臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 21靜水力曲線靜水力曲線靜水力要素靜水力要素將靜水力要素值繪制成將靜水力要素值繪制成靜水力曲線靜水力曲線，這是反映平臺性能的技術(shù)文件之一。，這是反映平臺性能的技術(shù)文件之一。只要給出了平臺某一工況的排水量只要給出了平臺某一工況的排水量 (根據(jù)根據(jù) 可從靜水力曲線上得到可從靜水力曲線上得到 BM和和ZB)、重心高重心高ZG和自由液面修正和自由液面修正 h，就可以得出該工況的初穩(wěn)性高：就可以得出該工況的初穩(wěn)性高：GBZZBMhhhh以及經(jīng)自由液面修正后的以及經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高：初穩(wěn)性高： 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海

17、洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 22第二節(jié)第二節(jié)完整穩(wěn)性完整穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 231.1.2.2 平臺的平臺的完整穩(wěn)性完整穩(wěn)性系指漂浮著的平臺依靠傾斜后其自身的系指漂浮著的平臺依靠傾斜后其自身的復(fù)原力矩復(fù)原力矩來抵抗外加來抵抗外加傾覆力矩傾覆力矩的能力。的能力。中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋

18、工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 24復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線船舶原浮于水線船舶原浮于水線W0L0，排水量排水量 ，重心在，重心在G點(diǎn)，浮心在點(diǎn)，浮心在B0點(diǎn)點(diǎn)船舶在外力矩作用下橫傾于某一較大的角度船舶在外力矩作用下橫傾于某一較大的角度 ，而浮于水線，而浮于水線W L 。W0L0W L GB0B G排水量排水量 W0L0復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 25船的重心位置保持不變

19、。船的重心位置保持不變。由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由B0點(diǎn)沿某一曲線移動到點(diǎn)沿某一曲線移動到B 點(diǎn)點(diǎn)。于是重力于是重力 和浮力和浮力w 就形成了一個復(fù)原力矩就形成了一個復(fù)原力矩MRW0L0W L GB0B G排水量排水量 W0L0 w w ZMR復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 26復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體

20、性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 27例題例題張立元，半潛式平臺簡化模型的穩(wěn)性計算，學(xué)術(shù)學(xué)位論文，華中科技張立元，半潛式平臺簡化模型的穩(wěn)性計算，學(xué)術(shù)學(xué)位論文，華中科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，2009年年復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 28例題例題復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體

21、性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 290.20.40.60.811.21.41.602.53.0復(fù)原力臂復(fù)原力臂L/m2.74562.01.50.51.00.6676橫傾角橫傾角 /rad例題例題復(fù)習(xí)：船舶復(fù)習(xí)：船舶復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 30W0L0GB0W L W0L0GB 海洋平臺海洋平臺海洋平臺海洋平臺原浮于水線原浮于水線W0L0，排水量排水量 ，重心在，重心在G點(diǎn)，浮心在點(diǎn)，浮心在B0點(diǎn)點(diǎn)海洋平臺海

22、洋平臺在外力矩在外力矩(如風(fēng)載荷如風(fēng)載荷)作用下橫傾于某一較大的角度作用下橫傾于某一較大的角度 ，而浮于，而浮于水線水線W L 。復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 31W0L0GB0W L W0L0GB w ZMR w 海洋平臺海洋平臺海洋平臺海洋平臺的重心位置保持不變。的重心位置保持不變。由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由B0點(diǎn)沿某一曲線移動到點(diǎn)沿某一曲線移動到B 點(diǎn)點(diǎn)。于是重力于是重力 和浮力和浮力w 就形成

23、了一個復(fù)原力矩就形成了一個復(fù)原力矩MR復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 32對應(yīng)某一風(fēng)向角對應(yīng)某一風(fēng)向角，以及水線面傾角，以及水線面傾角 、水面線截距、水面線截距B為變量，可得到一為變量，可得到一系列的水線面方程。系列的水線面方程。求出任以水線面下各幾何體的排水體積及其對假定重心的體積矩，累求出任以水線面下各幾何體的排水體積及其對假定重心的體積矩，累加后可求得平臺的排水體積及其復(fù)原力臂加后可求得平臺的排水體積及其復(fù)原力臂將上述計算結(jié)果可繪成對應(yīng)該風(fēng)向的將上述

24、計算結(jié)果可繪成對應(yīng)該風(fēng)向的穩(wěn)性橫截曲線穩(wěn)性橫截曲線。海洋平臺海洋平臺復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 33例題例題張立元，半潛式平臺簡化模型的穩(wěn)性計算，學(xué)術(shù)學(xué)位論文，華中科技張立元，半潛式平臺簡化模型的穩(wěn)性計算，學(xué)術(shù)學(xué)位論文，華中科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，2009年年海洋平臺海洋平臺復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所

25、有版權(quán)所有2010 34例題例題海洋平臺海洋平臺復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 35例題例題海洋平臺海洋平臺復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 36例題例題海洋平臺海洋平臺復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所

26、有版權(quán)所有2010 37風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)向h在第四章第二節(jié)中已經(jīng)講了風(fēng)載荷的計算。在平臺風(fēng)載荷計算時只要根在第四章第二節(jié)中已經(jīng)講了風(fēng)載荷的計算。在平臺風(fēng)載荷計算時只要根據(jù)總布置圖即可確定平臺在不同風(fēng)向時的受風(fēng)面積。按受風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀據(jù)總布置圖即可確定平臺在不同風(fēng)向時的受風(fēng)面積。按受風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀和距水面高度按下式可求得：和距水面高度按下式可求得：PSCCFihsi風(fēng)力風(fēng)力風(fēng)力矩風(fēng)力矩iiihFM hi為受風(fēng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)向上投影面積形心距水面的高度。為受風(fēng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)向上投影面積形心距水面的高度。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海

27、洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 38風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線平臺的總風(fēng)力平臺的總風(fēng)力平臺的風(fēng)傾力矩平臺的風(fēng)傾力矩niiFF1WniihFMM1hW為平臺水下側(cè)向阻力中心至水面的距離。由于難以為平臺水下側(cè)向阻力中心至水面的距離。由于難以準(zhǔn)確地給出，可取為吃水的一半。準(zhǔn)確地給出，可取為吃水的一半。i 為受風(fēng)結(jié)構(gòu)的序號；為受風(fēng)結(jié)構(gòu)的序號；n 為受風(fēng)結(jié)構(gòu)的個數(shù)。為受風(fēng)結(jié)構(gòu)的個數(shù)。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 39風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線對應(yīng)平臺傾角算出風(fēng)傾力矩，即可得出對

28、應(yīng)平臺傾角算出風(fēng)傾力矩，即可得出風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線。根據(jù)穩(wěn)性校核的要求應(yīng)算出各風(fēng)向的風(fēng)傾力矩曲線，工作量是很根據(jù)穩(wěn)性校核的要求應(yīng)算出各風(fēng)向的風(fēng)傾力矩曲線，工作量是很大的。對于鉆井船，可以假定風(fēng)傾力矩曲線是隨船傾角的余弦曲大的。對于鉆井船，可以假定風(fēng)傾力矩曲線是隨船傾角的余弦曲線變化的。線變化的。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 40風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線在平臺設(shè)計初期，也可以假定其他類型平臺的風(fēng)傾力矩不隨傾角變化，它在平臺設(shè)計初期，也可以假定其他類型平臺的風(fēng)傾力矩不隨傾角變

29、化，它的值為平臺正浮時的風(fēng)載荷值，并可按下表計算。的值為平臺正浮時的風(fēng)載荷值，并可按下表計算。序號序號項(xiàng)目項(xiàng)目受風(fēng)面積受風(fēng)面積面積形心距水線面積形心距水線高度系數(shù)高度系數(shù)形狀系數(shù)形狀系數(shù)風(fēng)力風(fēng)力風(fēng)傾力矩風(fēng)傾力矩)m(2iS)m(ihhCSC)N(iF)Nm(iM風(fēng)載荷計算表風(fēng)載荷計算表 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 41風(fēng)傾力矩曲線風(fēng)傾力矩曲線平臺規(guī)范規(guī)定：可以用可靠的平臺規(guī)范規(guī)定：可以用可靠的風(fēng)洞試驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn)中得到的風(fēng)傾力矩曲線來代替中得到的風(fēng)傾力矩曲線來代替上述計算所得到的曲

30、線。上述計算所得到的曲線。但按照常規(guī)的風(fēng)洞尺度，平臺的模型一般是小比例的但按照常規(guī)的風(fēng)洞尺度，平臺的模型一般是小比例的(實(shí)際平臺實(shí)際平臺的的1/50到到1/100)。對于小模型，尺度效應(yīng)是明顯的，這也影響了。對于小模型，尺度效應(yīng)是明顯的，這也影響了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外風(fēng)洞試驗(yàn)的費(fèi)用也是昂貴的。此外風(fēng)洞試驗(yàn)的費(fèi)用也是昂貴的。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 42完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)

31、范, 2005第三篇第三篇 穩(wěn)性、分艙與載重線穩(wěn)性、分艙與載重線第第2章章 穩(wěn)性穩(wěn)性第第3節(jié)節(jié) 完整穩(wěn)性完整穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 43完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)ABAB+40%B自升式平臺自升式平臺 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 44完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)ABAB+30%B半潛式平臺半潛式平臺 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總

32、體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 45完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)半潛式平臺半潛式平臺下圖是某半潛式平臺托航出港狀態(tài)下對角線方向的穩(wěn)性復(fù)原力臂曲線。根下圖是某半潛式平臺托航出港狀態(tài)下對角線方向的穩(wěn)性復(fù)原力臂曲線。根據(jù)該圖可以算出穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)據(jù)該圖可以算出穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K，校核該狀態(tài)的穩(wěn)性。校核該狀態(tài)的穩(wěn)性。穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K與平臺的復(fù)原力臂、風(fēng)傾力臂及進(jìn)水角有關(guān)，而復(fù)原力臂、與平臺的復(fù)原力臂、風(fēng)傾力臂及進(jìn)水角有關(guān)，而復(fù)原力臂、風(fēng)傾力臂及進(jìn)水角又隨著傾斜方向而變化。為了全面校核完整穩(wěn)性，還應(yīng)風(fēng)傾力臂及進(jìn)水角又隨著傾斜方向而變化。為了全面校核完整穩(wěn)性

33、，還應(yīng)給出各傾斜方向的穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)給出各傾斜方向的穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 46完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)完整穩(wěn)性橫準(zhǔn)ABAB+40%B坐底式平臺坐底式平臺 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 47第三節(jié)第三節(jié)破艙穩(wěn)性破艙穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有201

34、0 481.1.2.5 破艙穩(wěn)性破艙穩(wěn)性是指平臺破艙后，依靠自身傾斜后的是指平臺破艙后，依靠自身傾斜后的復(fù)原力矩復(fù)原力矩，在規(guī)定的在規(guī)定的外加風(fēng)壓作用下外加風(fēng)壓作用下仍能保持仍能保持不再繼續(xù)進(jìn)水不再繼續(xù)進(jìn)水的能力。的能力。中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 49兩種破損模式與兩種處理方法兩種破損模式與兩種處理方法破損在水面以下破損在水面以下破損在水線附件破損在水線附件q 重量增加重量增加q 浮力損失

35、浮力損失 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 50進(jìn)水量估算進(jìn)水量估算如果破艙進(jìn)水不隨平臺傾角而變，則可求得平臺的進(jìn)水量如果破艙進(jìn)水不隨平臺傾角而變，則可求得平臺的進(jìn)水量0vP v 為破艙體積為破艙體積 0 為破損艙體積滲透率為破損艙體積滲透率 為水的密度為水的密度 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 51破損在水面以下破損在水面以下復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線平臺的排水量平臺的排

36、水量PN0為破損后平臺的排水量為破損后平臺的排水量N為破損前平臺的排水量為破損前平臺的排水量0為進(jìn)水量為進(jìn)水量PPP 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 52復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線平臺破損后的重心位置平臺破損后的重心位置NPggNPXXX00NPggNPYYY00NPggNPZZZ00gNgNgNZYX,平臺破損后的重心坐標(biāo)平臺破損后的重心坐標(biāo)000,gggZYX平臺破損前的重心坐標(biāo)平臺破損前的重心坐標(biāo)PPPZYX,平臺進(jìn)水重量的重心坐標(biāo)平臺進(jìn)水重量的重心坐標(biāo)破損在水面以下破損在水面

37、以下PXPZPY 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 53有了有了NgNgNgNZYX,和和就可以用前述的平臺完整穩(wěn)性橫截就可以用前述的平臺完整穩(wěn)性橫截曲線，得出破艙后的復(fù)原力臂曲線。曲線，得出破艙后的復(fù)原力臂曲線。PXPZPY復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線破損在水面以下破損在水面以下 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 54復(fù)原力臂曲線復(fù)原力臂曲線如果破艙在水線附近，損失的浮力將如

38、果破艙在水線附近，損失的浮力將隨平臺的傾斜而變化。隨平臺的傾斜而變化?？上惹蟮闷婆摵蟮钠脚_穩(wěn)性橫截曲線，可先求得破艙后的平臺穩(wěn)性橫截曲線，再根據(jù)平臺的排水量和重心位置得出再根據(jù)平臺的排水量和重心位置得出復(fù)原力臂曲線。復(fù)原力臂曲線。破損在水線附近破損在水線附近 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 55風(fēng)傾力臂風(fēng)傾力臂在前述風(fēng)傾力臂曲線的基礎(chǔ)上考慮浮態(tài)的變化，即可得出。在前述風(fēng)傾力臂曲線的基礎(chǔ)上考慮浮態(tài)的變化，即可得出。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺

39、總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 56中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005第三篇第三篇 穩(wěn)性、分艙與載重線穩(wěn)性、分艙與載重線第第2章章 穩(wěn)性穩(wěn)性第第4節(jié)節(jié) 破損穩(wěn)性破損穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 57破損范圍破損范圍坐底式平臺坐底式平臺2.4.4.1 水面式平臺水面式平臺(坐底式平臺坐底式平臺)(1) 評定水面式平臺評定水面式平臺(坐底式平臺坐底式平臺)的破損穩(wěn)性時，有效水密艙壁

40、之間的破損的破損穩(wěn)性時，有效水密艙壁之間的破損范圍假定如下：范圍假定如下： 水平貫入：水平貫入：1.5m； 垂直范圍：自底板向上無限制。垂直范圍：自底板向上無限制。(4) 處于處于(1)所述破損范圍內(nèi)管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破損。所述破損范圍內(nèi)管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破損。在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止其它預(yù)定為完整的處所發(fā)生在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止其它預(yù)定為完整的處所發(fā)生繼續(xù)浸水。繼續(xù)浸水。(3) 如果處于如果處于(1)假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這種較小假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這種較小范圍的破損。范圍

41、的破損。(2) 假定的水平貫入范圍內(nèi)的有效水密艙壁之間或其最近臺階部分之間的距假定的水平貫入范圍內(nèi)的有效水密艙壁之間或其最近臺階部分之間的距離，應(yīng)不小于離，應(yīng)不小于3.0m；否則，一個或幾個相鄰艙壁應(yīng)假定不存在。；否則，一個或幾個相鄰艙壁應(yīng)假定不存在。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 58破損范圍破損范圍自升式平臺自升式平臺2.4.4.2 自升式平臺自升式平臺(1) 評定自升式平臺的破損穩(wěn)性時，有效水密艙壁之間的破損范圍假定如下：評定自升式平臺的破損穩(wěn)性時，有效水密艙壁之間的破損范

42、圍假定如下： 水平貫入：水平貫入：1.5m； 垂直范圍：自底板向上無限制。垂直范圍：自底板向上無限制。(3) 如果小于如果小于(1)中假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這種較中假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這種較小范圍的破損。小范圍的破損。(2) 假定的水平貫入范圍內(nèi)的有效水密艙壁之間或其最近臺階部分之間的距假定的水平貫入范圍內(nèi)的有效水密艙壁之間或其最近臺階部分之間的距離，應(yīng)不小于離，應(yīng)不小于3.0m；否則，一個或幾個相鄰艙壁應(yīng)假定不存在。；否則，一個或幾個相鄰艙壁應(yīng)假定不存在。(5) 凡處于凡處于(1)所述破損范圍內(nèi)管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破所述破損范圍

43、內(nèi)管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破損。在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止預(yù)定為完整的其它處所損。在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止預(yù)定為完整的其它處所發(fā)生繼續(xù)浸水。發(fā)生繼續(xù)浸水。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 59破損范圍破損范圍自升式平臺自升式平臺(4) 如設(shè)有沉墊，則僅當(dāng)沉墊的任何部分均位于平臺最小輕載吹水垂如設(shè)有沉墊，則僅當(dāng)沉墊的任何部分均位于平臺最小輕載吹水垂直向下直向下1.5m范圍內(nèi)，且主結(jié)構(gòu)和沉墊的水平尺度在所考慮的任何區(qū)范圍內(nèi)，且主結(jié)構(gòu)和沉墊的水

44、平尺度在所考慮的任何區(qū)域相差均小于域相差均小于1.5m時，才考慮沉墊和主結(jié)構(gòu)同時發(fā)生上述假定范圍時，才考慮沉墊和主結(jié)構(gòu)同時發(fā)生上述假定范圍的破損，否則不必考慮同時出現(xiàn)破損。的破損，否則不必考慮同時出現(xiàn)破損。(6) 如在平臺的各個側(cè)面上均標(biāo)上不允許小船進(jìn)入鉆井槽的警告標(biāo)如在平臺的各個側(cè)面上均標(biāo)上不允許小船進(jìn)入鉆井槽的警告標(biāo)志，則鉆井槽的端壁和側(cè)壁不必受水平貫入。對此應(yīng)在操作手冊中志，則鉆井槽的端壁和側(cè)壁不必受水平貫入。對此應(yīng)在操作手冊中予以說明。予以說明。2.4.4.2 自升式平臺自升式平臺(續(xù)續(xù)) 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解

45、德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 602.4.4.3 柱穩(wěn)式平臺柱穩(wěn)式平臺(半潛式平臺半潛式平臺)(1) 在評定柱穩(wěn)式平臺的破損穩(wěn)性時，破艙范圍應(yīng)假定如下：在評定柱穩(wěn)式平臺的破損穩(wěn)性時，破艙范圍應(yīng)假定如下： 只假定平臺四周的立柱、下殼體和撐桿受到破損，并假定破損僅限于只假定平臺四周的立柱、下殼體和撐桿受到破損，并假定破損僅限于立柱、下殼體和撐桿的暴露部分；立柱、下殼體和撐桿的暴露部分； 立柱和撐桿應(yīng)假定在操作手冊規(guī)定的吃水以下立柱和撐桿應(yīng)假定在操作手冊規(guī)定的吃水以下3m和以上和以上5m之間任何之間任何部位發(fā)生垂向范圍為部位發(fā)生垂向范圍為3m的破損。如果在此區(qū)域內(nèi)設(shè)有水密平臺，則

46、應(yīng)假定的破損。如果在此區(qū)域內(nèi)設(shè)有水密平臺，則應(yīng)假定在該水密平臺以上和以下兩個艙室均發(fā)生破損?？紤]到實(shí)際的作業(yè)情況，在該水密平臺以上和以下兩個艙室均發(fā)生破損?？紤]到實(shí)際的作業(yè)情況，經(jīng)本社同意，可以在吃水以上或以下取較小的距離。但是，要求的破損區(qū)經(jīng)本社同意，可以在吃水以上或以下取較小的距離。但是，要求的破損區(qū)域范圍至少應(yīng)為操作手冊規(guī)定的吃水以上和以下個域范圍至少應(yīng)為操作手冊規(guī)定的吃水以上和以下個1.5m； 垂向艙壁應(yīng)假定不破損，但如沿立柱外緣量得的艙壁間距小于該吃水垂向艙壁應(yīng)假定不破損，但如沿立柱外緣量得的艙壁間距小于該吃水處立柱外緣周長的處立柱外緣周長的1/8者除外，在這種情況下，一個或幾個艙壁

47、應(yīng)假定不存者除外，在這種情況下，一個或幾個艙壁應(yīng)假定不存在；在； 水平破損貫入假定為水平破損貫入假定為1.5m。破損范圍破損范圍半潛式平臺半潛式平臺 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 61破損范圍破損范圍半潛式平臺半潛式平臺2.4.4.3 柱穩(wěn)式平臺柱穩(wěn)式平臺(半潛式平臺半潛式平臺)(續(xù)續(xù))(2) 在遷移工況下，下殼體或樁靴的破損范圍與上在遷移工況下，下殼體或樁靴的破損范圍與上(1) 、 、 的規(guī)定的規(guī)定相同，同時還應(yīng)考慮其形狀或按相同，同時還應(yīng)考慮其形狀或按(1) 或按或按2.4.

48、4.2(2)的規(guī)定。的規(guī)定。(3) 如果小于如果小于(1)及及(2)中假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這中假定范圍的破損會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)考慮這種較小范圍的破損。種較小范圍的破損。(4) 凡處于破損范圍內(nèi)的管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破損。凡處于破損范圍內(nèi)的管路、通風(fēng)系統(tǒng)、圍壁通道等，應(yīng)假定均遭破損。在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止預(yù)定為完整的其它處所發(fā)生在水密限界處應(yīng)設(shè)有可靠的關(guān)閉設(shè)施，以防止預(yù)定為完整的其它處所發(fā)生繼續(xù)浸水。繼續(xù)浸水。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德

49、 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 62破艙穩(wěn)性要求破艙穩(wěn)性要求2.4.1.1 應(yīng)選取最壞的穩(wěn)性狀態(tài)進(jìn)行破艙穩(wěn)性計算，并假定平臺處于無系泊應(yīng)選取最壞的穩(wěn)性狀態(tài)進(jìn)行破艙穩(wěn)性計算，并假定平臺處于無系泊的漂浮狀態(tài)，但如系泊約束對穩(wěn)性有不利影響時，就應(yīng)加以考慮。的漂浮狀態(tài)，但如系泊約束對穩(wěn)性有不利影響時，就應(yīng)加以考慮。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 63破艙穩(wěn)性要求破艙穩(wěn)性要求自升式平臺和坐底式平臺自升式平臺和坐底式平臺2.4.2.1 自升式平臺和水面式平臺自升式平臺和水面式平臺(坐底式坐底式)

50、平臺應(yīng)具有足夠的干舷、儲備浮力和穩(wěn)性，以便在任何作業(yè)或平臺應(yīng)具有足夠的干舷、儲備浮力和穩(wěn)性，以便在任何作業(yè)或遷移狀況下任一艙室受到遷移狀況下任一艙室受到2.4.4.2(自升式自升式)或或2.4.4.1(坐底式坐底式)規(guī)定的規(guī)定的破損，并在來自任何方向，風(fēng)速為破損，并在來自任何方向，風(fēng)速為25.8m/s (50kn) 的風(fēng)傾力矩作的風(fēng)傾力矩作用下，計及下沉、縱傾和橫傾的聯(lián)合影響后，最終水線應(yīng)低于用下，計及下沉、縱傾和橫傾的聯(lián)合影響后，最終水線應(yīng)低于可能發(fā)生繼續(xù)浸水的任何開口的下緣?？赡馨l(fā)生繼續(xù)浸水的任何開口的下緣。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海

51、洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 64破艙穩(wěn)性要求破艙穩(wěn)性要求半潛式平臺半潛式平臺(1) 平臺應(yīng)具有足夠的干舷和水密分隔以提供足夠的浮力和穩(wěn)性，使其在任平臺應(yīng)具有足夠的干舷和水密分隔以提供足夠的浮力和穩(wěn)性，使其在任何作業(yè)或遷移狀況下，在受到來自任何方向、風(fēng)速為何作業(yè)或遷移狀況下，在受到來自任何方向、風(fēng)速為25.8m/s (50kn) 的風(fēng)傾的風(fēng)傾力矩作用下，仍能符合下述要求：力矩作用下，仍能符合下述要求： 在經(jīng)受在經(jīng)受2.4.4.3規(guī)定的破損后，平臺傾角不大于規(guī)定的破損后，平臺傾角不大于17； 位于最終水線以下的開口應(yīng)作成水密，最終水線以上位于最終水線以下的開口

52、應(yīng)作成水密，最終水線以上4m范圍內(nèi)的開范圍內(nèi)的開口應(yīng)為風(fēng)雨密，見圖口應(yīng)為風(fēng)雨密，見圖2.4.2.2(1) ； 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 65破艙穩(wěn)性要求破艙穩(wěn)性要求半潛式平臺半潛式平臺 在經(jīng)受上述規(guī)定的破損后，復(fù)原力矩曲線從第一交點(diǎn)至在經(jīng)受上述規(guī)定的破損后，復(fù)原力矩曲線從第一交點(diǎn)至所要求的所要求的風(fēng)雨密完整性范圍或第二交點(diǎn)風(fēng)雨密完整性范圍或第二交點(diǎn)(取較小者取較小者)應(yīng)至少有應(yīng)至少有7范圍。且此范圍內(nèi)于范圍。且此范圍內(nèi)于某同一角度量得的復(fù)原力矩至少達(dá)到風(fēng)傾力矩的兩倍。見圖某同

53、一角度量得的復(fù)原力矩至少達(dá)到風(fēng)傾力矩的兩倍。見圖2.4.2.2(1)。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 66破艙穩(wěn)性要求破艙穩(wěn)性要求半潛式平臺半潛式平臺(2) 在任何作業(yè)或遷移狀況下，平臺應(yīng)具有足夠的浮力和穩(wěn)性，一能經(jīng)受任在任何作業(yè)或遷移狀況下，平臺應(yīng)具有足夠的浮力和穩(wěn)性，一能經(jīng)受任何一個全部或部分處于所考慮水線以下的水密艙室浸水，這些艙室可以是泵何一個全部或部分處于所考慮水線以下的水密艙室浸水，這些艙室可以是泵艙，沒有海水冷卻系統(tǒng)機(jī)械的艙室或與海水相鄰的艙室，同時符合下述要求：艙

54、，沒有海水冷卻系統(tǒng)機(jī)械的艙室或與海水相鄰的艙室，同時符合下述要求： 浸水后傾角不大于浸水后傾角不大于25； 位于最終水線以下的任何開口均應(yīng)為水密位于最終水線以下的任何開口均應(yīng)為水密； 在這些情況下，超出計算傾角至少在這些情況下，超出計算傾角至少7 范圍內(nèi)的穩(wěn)性為正值。范圍內(nèi)的穩(wěn)性為正值。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 67第四節(jié)第四節(jié)坐底穩(wěn)性坐底穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版

55、權(quán)所有2010 68中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005第三篇第三篇 穩(wěn)性、分艙與載重線穩(wěn)性、分艙與載重線第第2章章 穩(wěn)性穩(wěn)性第第5節(jié)節(jié) 坐底穩(wěn)性坐底穩(wěn)性 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 69平臺坐底穩(wěn)性是平臺坐底穩(wěn)性是沉墊或樁腿與海床地基的相互作用下沉墊或樁腿與海床地基的相互作用下的穩(wěn)性問題，它直接的穩(wěn)性問題，它直接影響到平臺的作業(yè)性能和安全。影響到平臺的作業(yè)性能和安全。例如：例如：q在渤海曾經(jīng)出現(xiàn)平臺被冰推到的嚴(yán)重情況。在渤海曾

56、經(jīng)出現(xiàn)平臺被冰推到的嚴(yán)重情況。q平臺在環(huán)境載荷作用下出現(xiàn)較大滑移，而使鉆井平臺在環(huán)境載荷作用下出現(xiàn)較大滑移，而使鉆井作業(yè)不能繼續(xù)的事故也發(fā)生過數(shù)起。作業(yè)不能繼續(xù)的事故也發(fā)生過數(shù)起。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 70在在自升式自升式和和坐底式坐底式平臺設(shè)計中必須計算坐底穩(wěn)性，交船檢部門檢驗(yàn)。平臺設(shè)計中必須計算坐底穩(wěn)性，交船檢部門檢驗(yàn)。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010

57、711.1.2.3 平臺的平臺的坐底穩(wěn)性坐底穩(wěn)性是指平臺坐底或樁腿插入海床后，在是指平臺坐底或樁腿插入海床后，在浮浮力力、重力重力和和海床對平臺的作用力海床對平臺的作用力的聯(lián)合作用下，抵抗因的聯(lián)合作用下，抵抗因環(huán)境載環(huán)境載荷荷的作用而引起平臺的作用而引起平臺傾覆傾覆和和整體滑移整體滑移的能力。的能力。中國船級社中國船級社,海上移動平臺入級與建造規(guī)范海上移動平臺入級與建造規(guī)范, 2005規(guī)范要求的坐底穩(wěn)性是指規(guī)范要求的坐底穩(wěn)性是指抗傾穩(wěn)定性抗傾穩(wěn)定性和和抗滑穩(wěn)定性抗滑穩(wěn)定性。一般工程上還要求計算坐底式平臺的一般工程上還要求計算坐底式平臺的海床地基壓應(yīng)力海床地基壓應(yīng)力。與上述內(nèi)容密切相。與上述內(nèi)容

58、密切相關(guān)的還有對海底的沖刷而引起關(guān)的還有對海底的沖刷而引起坐底面積喪失坐底面積喪失問題。問題。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 72抗傾穩(wěn)性抗傾穩(wěn)性抗傾穩(wěn)性衡準(zhǔn)抗傾穩(wěn)性衡準(zhǔn)在坐底工況時，平臺在相應(yīng)工況的環(huán)境載荷作用下應(yīng)具備足夠的抗傾覆能在坐底工況時，平臺在相應(yīng)工況的環(huán)境載荷作用下應(yīng)具備足夠的抗傾覆能力。平臺的抗傾穩(wěn)性應(yīng)滿足下述要求力。平臺的抗傾穩(wěn)性應(yīng)滿足下述要求qqkKMMkM平臺坐底時的抗傾力矩，平臺坐底時的抗傾力矩，kNmqM平臺坐底時的傾覆力矩，平臺坐底時的傾覆力矩，kNmq

59、K抗傾安全系數(shù)抗傾安全系數(shù) 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 73抗傾穩(wěn)性抗傾穩(wěn)性抗傾力矩抗傾力矩m)(kN0YWMzk)(kNzW為減去浮力后的平臺重量。平臺重量包括平臺自重、為減去浮力后的平臺重量。平臺重量包括平臺自重、平臺上的活動載荷和壓載水重量。平臺上的活動載荷和壓載水重量。(m)0Y為為WZ距離傾覆軸的水平距離。距離傾覆軸的水平距離。平臺的抗傾力矩主要來源于平臺重量。平臺的抗傾力矩主要來源于平臺重量。在計算中平臺的裝載量應(yīng)取最小值，此外應(yīng)考慮裝載和安裝的最不利偏在計算中平臺

60、的裝載量應(yīng)取最小值，此外應(yīng)考慮裝載和安裝的最不利偏心的影響，但不考慮土壤給予平臺的任何有利效應(yīng)，如粘聚力、吸附力、心的影響，但不考慮土壤給予平臺的任何有利效應(yīng)，如粘聚力、吸附力、拔樁力等。拔樁力等。 船舶與海洋工程學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院院 第五章第五章 平臺總體性能平臺總體性能 海洋平臺設(shè)計原理解德海洋平臺設(shè)計原理解德 版權(quán)所有版權(quán)所有2010 74抗傾穩(wěn)性抗傾穩(wěn)性抗傾力矩抗傾力矩Y0與傾覆軸的位置有關(guān)。與傾覆軸的位置有關(guān)。對于沉墊坐底面積收海底沖刷的影響，其最不利的情對于沉墊坐底面積收海底沖刷的影響，其最不利的情況是喪失況是喪失20%。對于非整體式下殼體，若有較大埋深，可不考慮坐底對于非整體式