自升式海洋平台桩腿装配与焊接工艺研究

摘要

自升式海洋平台作为近海石油钻井作业的主要设施,其桩腿建造工艺受到广泛关注,一直被视为最为基本、也最为重要的专题。尤其随着海洋开发活动由浅水到深水的发展,海洋平台面临的环境条件愈益严酷,这又对自升式海洋平台桩腿的建造提出了更高、更苛刻的要求,对桩腿装配与焊接工艺研究成为迫切的需要。
　　本文的主要工作,是以自升式海洋平台为例,研究了桁架式桩腿的建造工艺,并重点研究了桩腿关键部件的装配与焊接技术。应用ANSYS有限元分析软件,对齿条板对接焊接进行分析,得到了焊接残余应力的分布和焊接变形,为今后自升式海洋平台桁架式桩腿建造的进一步研究打下基础。
　　首先,阐述了我国发展海洋平台的必要性和进行桩腿建造工艺研究的重要性,并介绍了自升式海洋平台的结构特点、载荷及受力特征、用钢特点和桩腿建造的精度控制。
　　然后以桁架式桩腿为例,研究了桩腿吊装两种总装方式的总装工艺和工艺要点,得到了桩腿的总装方式,按照这种吊装方式将桩腿划分为若干桩腿总段,提出了桩腿总段的装配与焊接工艺,并对其中的重要零部件管节点和齿条板的装配与焊接进行了研究。
　　最后,介绍了焊接温度场和应力场理论,并利用ANSYS有限元分析软件对齿条板的焊接进行数值模拟,预测了焊后残余应力的分布和焊接变形。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章绪论

1.1 论文的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 自升式海洋平台简介

2.1 自升式海洋平台结构特点

2.2自升式海洋平台载荷及受力特征

2.3自升式海洋平台用钢的特点

2.4自升式海洋平台的建造特点及建造精度控制

2.5 自升式海洋平台的关键技术

2.6 本章小结

第3章 桁架式桩腿装配与焊接技术要点研究

3.1 桁架式桩腿的总装方式

3.2 环形总段的装配与焊接

3.3 桁架式桩腿分段装配与焊接

3.4 桁架式桩腿零部件的装配与焊接

3.5 本章小结

第4章 基于ANSYS桁架式桩腿齿条焊接的数值模拟

4.1 金属焊接基本理论

4.2 ANSYS软件的基础及应用方法

4.3 齿条板对接焊的数值模拟及变形预测

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1研究内容与成果

5.2 研究工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢