大型海洋平台上部组块起升方案设计关键技术研究

摘要

深海能源的不断开发和利用，促进了海洋平台的大型化，也增加了海洋平台的设计和建造难度。海洋平台的大型化，不仅增加了上部组块的体积和重量，还增加了上部组块的合拢作业高度。因此，在大型海洋平台建造合拢的过程中，如何安全高效地完成上部组块起升过程，成为设计和建造单位研究的重点和难点。本文围绕大型海洋平台建造合拢中上部组块的起升技术，调研了近年来国内外半潜式平台、张力腿平台、导管架平台和特殊海洋工程平台等大型海洋平台上部组块起升的相关案例。对大型海洋平台上部组块起升的提升和项升关键技术进行研究。分别从起升设备、起升能力和起升过程等方面分析了提升和顶升的技术特点。通过对起升重量、起升高度、安全性和经济性等因素进行比较，总结出提升和顶升的技术优势，并提出上部组块起升作业的安全系数，以供大型海洋平台合拢选择合适的起升设备。本文还探讨了大型海洋平台上部组块提升和顶升过程的技术特点和发展方向，为大型海洋平台建造合拢提供可靠的理论基础和参考依据。
　　本文对如何合理确定起升方案布置空间，以及合理选取上部组块起升点做了详细阐述，提出了起升载荷的简化模型和简化计算方法，对提升技术的提升塔架形式进行了探讨和优劣分析，并通过实际案例对所提出的起升方案设计方法进行了验证。针对起升施工方案的安全评估问题，本文从风险的角度出发，将综合安全评估的方法应用到起升技术中，针对施工具体流程提出施工中可能存在的风险及相应的解决措施，可以有效提高施工过程的安全性。同时，将风险分析的方法应用到对多方案的评价中，提出了一种具有重要参考价值的起升方案安全评价方法。针对大型海洋平台上部组块起升技术方案设计的多样性问题，本文将模糊综合评判的方法应用到上部组块起升方案的对比分析中，对方案的技术、经济和安全三个方面进行了综合分析，并采用层次分析法分析了各项指标的权重，根据起升方案的特点提出了评价指标并给出了相应的计算方法，为起升方案的设计和评价提供了理论依据;通过VB.NET开发了针对起升方案的综合评价程序，方便方案评价者使用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 背景和意义

1．2 起升技术发展现状

1．3 起升技术研究现状

1．4 本文的主要研究内容

1．5 本文内容安排

2 起升技术在大型海洋平台建造领域中的应用

2．1 主流起升技术原理

2．1．1 提升技术

2．1．2 顶升技术

2．2 提升技术的应用

2．2．1 两侧提升技术

2．2．2 两侧加月池提升技术

2．2．3 四周加月池提升技术

2．2．4 提升技术现状总结

2．3 顶升技术的应用

2．3．1 直接顶升技术

2．3．2 类顶升技术

2．3．3 顶升技术现状总结

2．4 起升技术总结

2．5 本章小结

3 起升方案设计关键技术

3．1 起升方案流程设计

3．2 起升方案布置设计

3．2．1 提升吊点布置设计

3．2．2 提升加强构件设计

3．2．3 顶升接触点布置设计和结构加强

3．3 起升载荷计算分析方法

3．3．1 计算上部组块的重量及重心位置

3．3．2 上部组块有限元模型

3．3．3 计算有限元模型的结构重量

3．3．4 计算有限元模型以外的其余重量

3．3．5 根据设备位置定义边界约束

3．4 提升塔架形式及固定方式

3．4．1 提升塔架的形式

3．4．2 塔架固定方式

3．5 实际案例方案设计

3．5．1 平台信息

3．5．2 方案流程设计

3．5．3 案例起升方案布置设计

3．5．4 案例提升载荷计算分析

3．5．5 案例设备选择

3．6 本章小结

4 起升方案综合安全评估

4．1 危险识别

4．1．1 危险类别

4．1．2 危险识别方法

4．2 风险分析

4．2．1 风险评估

4．2．2 风险控制方案

4．3 多方案风险对比分析

4．3．1 多方案危险因素分析

4．3．2 多方案风险分析

4．4 本章小结

5 起升方案综合技术经济安全分析

5．1 基于模糊综合评判法的起升方案指标评价

5．1．1 起升方案模糊判断方法

5．1．2 起升方案技术指标

5．1．3 起升方案经济指标

5．1．4 起升方案安全指标

5．2 基于层次分析法的指标权重判断

5．2．1 建立层次分析结构模型

5．2．2 起升方案指标权重的确定

5．3 起升方案例证分析

5．3．1 备选起升方案信息

5．3．2 方案指标模糊判断

5．3．3 指标权重计算

5．3．4 综合对比结果及其分析

5．4 起升方案综合评价程序开发

5．4．1 综合对比程序概述

5．4．2 程序模块介绍

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢