基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及設(shè)備裝置，尤其是基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井設(shè)備中，目前自升式鉆井平臺(tái)、半潛式鉆井平臺(tái)和鉆井船在海洋石油勘探中使用最為廣泛，它們均有各自的特點(diǎn)，比如適用于深海鉆井的主要是半潛式鉆井平臺(tái)和鉆井船，其中深海半潛式鉆井平臺(tái)技術(shù)從第一代已發(fā)展到第六代，目前以第六代為主，適用于工作水深為3，048?3，810米的極惡劣海洋環(huán)境，采用動(dòng)力定位系統(tǒng)；而現(xiàn)有的鉆井船也大多數(shù)采用動(dòng)力定位，適用于1，000多米的水深。船舶工程界一直以來都廣泛關(guān)注船舶在波浪中的響應(yīng)課題，經(jīng)過近些年波浪理論的發(fā)展，也是設(shè)計(jì)安全性的要求，實(shí)際上對結(jié)構(gòu)的時(shí)域分析和頻域分析已成為必不可少的工作。對于船體結(jié)構(gòu)來說，船舶在頻域中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和波浪載荷是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，目前一般只有船級(jí)社、高校以及科研單位才會(huì)通過時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行綜合考察船體結(jié)構(gòu)的受力。
[0003]通常修造船廠承擔(dān)鉆井船的詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，其中涉及結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析還只是局限于用結(jié)構(gòu)受力的極限承載方式來驗(yàn)證計(jì)算。鉆井船軌道結(jié)構(gòu)在波浪中運(yùn)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)遠(yuǎn)比靜水中要復(fù)雜，其變形往往是扭曲而非純彎曲，因此根據(jù)以往的分析方法太過于局限，只能通過放大余量來滿足變形要求。
[0004]X-MAS TREE和BOP運(yùn)輸軌道是鉆井船中的一種主要結(jié)構(gòu)，也是鉆井船上諸多軌道中最為典型的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過原有方法校核的X-MAS TREE和BOP運(yùn)輸軌道，以往都是通過建立艙段，然后加支反力，加船體梁彎矩的方法和架構(gòu)來進(jìn)行。但是由于軌道結(jié)構(gòu)對于變形的要求極為苛刻，受到傳統(tǒng)校核局限影響，軌道結(jié)構(gòu)在波浪中的真實(shí)響應(yīng)并不理想。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，在運(yùn)輸軌道局部響應(yīng)能夠與船舶整體的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，確保結(jié)構(gòu)安全。
[0006]本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):包括桁梁、滑軌、軌基、定位強(qiáng)筋帽、支板和限位擋座；桁梁頂面固定條形的軌基，軌基上部同行平行固定滑軌，軌基寬度和高度均小于滑軌，其中，桁梁側(cè)面壁上嵌入固定軸套，桁梁底部安裝支板，在桁梁一端上側(cè)滑軌的端沿外固定限位擋座。
[0007]尤其是，軌基頂部有凸臺(tái)，該凸臺(tái)頂部為平面。
[0008]尤其是，桁梁和滑軌結(jié)構(gòu)為二組相向安裝，即二組結(jié)構(gòu)中的軸套居于內(nèi)側(cè)相向安裝構(gòu)成一個(gè)軌道單元；或者，在該對應(yīng)的二組軸套之間安裝軸承。
[0009]尤其是，桁梁頂面和滑軌2地面之間水平安裝基板，同時(shí)在基板上滑軌旁安裝固基螺檢。
[0010]尤其是，二組桁梁平行地通過支板安裝在底座上構(gòu)造一個(gè)運(yùn)輸軌道單元。
[0011]尤其是，在基板上側(cè)軌基旁平行豎立安裝側(cè)護(hù)板，該側(cè)護(hù)板為相對豎立固定的二部側(cè)壁分別有槽形面的立板。
[0012]尤其是，至少二部安裝桁梁和滑軌結(jié)構(gòu)的軌道單元的底座平行的橫向安裝在船體主甲板一側(cè)舷上。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果:通過頻域分析方法可以全面反應(yīng)該軌道結(jié)構(gòu)在波浪中的響應(yīng)，在強(qiáng)度條件下最大限度的利用材料，依據(jù)頻域分析研宄精確設(shè)計(jì)運(yùn)輸軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、真實(shí)有效響應(yīng)船舶在波浪中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，能夠精度控制軌變形道，提高運(yùn)輸安全，經(jīng)濟(jì)適用，同時(shí)延長結(jié)構(gòu)壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中運(yùn)輸軌道單元結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中運(yùn)輸軌道單元結(jié)構(gòu)平視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中局部截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1中運(yùn)輸軌道單元安裝于船體主甲板上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記包括:桁梁1、滑軌2、軌基3、基板4、軸套5、固基螺栓6、支板7、底座8、限位擋座9、側(cè)護(hù)板10、船體11。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型原理在于，選擇鉆井船X-MAS TREE和BOP運(yùn)輸軌道進(jìn)行結(jié)構(gòu)的頻域分析研宄，通過對X-MAS TREE和BOP運(yùn)輸軌道進(jìn)行結(jié)構(gòu)的頻域分析研宄，與傳統(tǒng)的極限承載方式進(jìn)行交互比對，通過水動(dòng)力軟件和頻域分析軟件確定船舶在波浪中的響應(yīng)，得到需要研宄的結(jié)構(gòu)部位在船舶整體的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)中的局部響應(yīng)，確定船舶在頻域中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和波浪載荷，而得到X-MAS TREE和BOP運(yùn)輸軌道進(jìn)行結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力情況，在確保結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0021]本實(shí)用新型包括:桁梁1、滑軌2、軌基3、定位軸套5、支板7和限位擋座9。
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例1:如附圖1、2、3、4所示，桁梁I頂面固定條形的軌基3，軌基3上部同行平行固定滑軌2，軌基3寬度和高度均小于滑軌2，其中，桁梁I側(cè)面壁上嵌入固定軸套5，桁梁I底部安裝支板7，在桁梁I 一端上側(cè)滑軌2的端沿外固定限位擋座9。
[0024]前述中，軌基3頂部有凸臺(tái)，該凸臺(tái)頂部為平面。
[0025]前述中，桁梁I和滑軌2結(jié)構(gòu)為二組相向安裝，即二組結(jié)構(gòu)中的軸套5居于內(nèi)側(cè)相向安裝構(gòu)成一個(gè)軌道單元；或者，在該對應(yīng)的二組軸套5之間安裝軸承。該軸承應(yīng)用于安裝中部縱向的滑動(dòng)輥組，或用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以滿足大負(fù)荷的要求。
[0026]前述中，桁梁I頂面和滑軌2地面之間水平安裝基板4，同時(shí)在基板4上滑軌2旁安裝固基螺栓6。通過固基螺栓6可以安裝蓋板以封閉基板4下方的空間，該空間內(nèi)或許根據(jù)需要安裝增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或工作管線。
[0027]前述中，二組桁梁I平行地通過支板7安裝在底座8上。這樣可以構(gòu)造一個(gè)運(yùn)輸軌道單元，經(jīng)過模塊化專業(yè)制造后再安裝于船體11主甲板上。
[0028]前述中，在基板4上側(cè)軌基3旁平行豎立安裝側(cè)護(hù)板10，該側(cè)護(hù)板10為相對豎立固定的二部側(cè)壁分別有槽形面的立板。
[0029]前述中，如附圖5所示，至少二部安裝桁梁I和滑軌2結(jié)構(gòu)的軌道單元的底座8平行的橫向安裝在船體11主甲板一側(cè)舷上。在裝運(yùn)作業(yè)時(shí)，碼頭靠岸對應(yīng)安裝有相同的軌距等制式參數(shù)的軌道以協(xié)調(diào)。鉆井船的作業(yè)或生活模塊底部安裝支撐牽引滑動(dòng)車沿滑動(dòng)軌道拖動(dòng)牽引至船體11主甲板上，并且穩(wěn)定安置以便遠(yuǎn)洋航運(yùn)，卸載時(shí)，大型模塊仍然需要依靠軌道牽引移動(dòng)完成。
[0030]前述中，軌基3寬120mm，其頂面凸臺(tái)寬100mm，軌基3總高90mm，其中頂面的凸臺(tái)高15_，軌基3頂面傾斜角小于0.2°。在任何時(shí)候須確保軌基3表面以及側(cè)護(hù)板10焊縫不出現(xiàn)異常。軌基3兩側(cè)底部焊接在基板4上，軸套5外壁周沿焊接在桁梁I上。軌基3與側(cè)護(hù)板10中心距離550mm，限位擋座9與滑軌2近端部距離500mm，軸套5內(nèi)徑182mm，外徑250mm，滑軌2寬580mm，軌基3頂面距軸套5軸心375mm，要求桁梁I和滑軌2在任意2000mm內(nèi)的彎曲變形不超過±3mm。
[0031 ] 本實(shí)用新型中，全面采用GHS穩(wěn)性計(jì)算軟件、GENIE結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件、HYDROSTAR水動(dòng)力計(jì)算軟件、Arine7系泊分析軟件等綜合進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)模擬計(jì)算，可以完全模擬船舶波浪中的響應(yīng)和進(jìn)行流固耦合分析，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的達(dá)成提供可靠的保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，包括桁梁、滑軌、軌基、定位強(qiáng)筋帽、支板和限位擋座；其特征在于，桁梁頂面固定條形的軌基，軌基上部同行平行固定滑軌，軌基寬度和高度均小于滑軌，其中，桁梁側(cè)面壁上嵌入固定軸套，桁梁底部安裝支板，在桁梁一端上側(cè)滑軌的端沿外固定限位擋座。
2.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，軌基頂部有凸臺(tái)，該凸臺(tái)頂部為平面。
3.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，桁梁和滑軌結(jié)構(gòu)為二組相向安裝，即二組結(jié)構(gòu)中的軸套居于內(nèi)側(cè)相向安裝構(gòu)成一個(gè)軌道單元。
4.如權(quán)利要求3所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，在該對應(yīng)的二組軸套之間安裝軸承。
5.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，桁梁頂面和滑軌2地面之間水平安裝基板，同時(shí)在基板上滑軌旁安裝固基螺栓。
6.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，二組桁梁平行地通過支板安裝在底座上構(gòu)造一個(gè)運(yùn)輸軌道單元。
7.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，在基板上側(cè)軌基旁平行豎立安裝側(cè)護(hù)板，該側(cè)護(hù)板為相對豎立固定的二部側(cè)壁分別有槽形面的立板。
8.如權(quán)利要求1所述的基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道，其特征在于，至少二部安裝桁梁和滑軌結(jié)構(gòu)的軌道單元的底座平行的橫向安裝在船體主甲板一側(cè)舷上。
【專利摘要】基于頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)的鉆井船運(yùn)輸軌道,桁梁頂面固定條形的軌基，軌基上部同行平行固定滑軌，軌基寬度和高度均小于滑軌，其中，桁梁側(cè)面壁上嵌入固定軸套，桁梁底部安裝支板，在桁梁一端上側(cè)滑軌的端沿外固定限位擋座。通過頻域分析方法可以全面反應(yīng)該軌道結(jié)構(gòu)在波浪中的響應(yīng)，在強(qiáng)度條件下最大限度的利用材料，依據(jù)頻域分析研究精確設(shè)計(jì)運(yùn)輸軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、真實(shí)有效響應(yīng)船舶在波浪中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，能夠精度控制軌變形道，提高運(yùn)輸安全，經(jīng)濟(jì)適用，同時(shí)延長結(jié)構(gòu)壽命。
【IPC分類】B63B17-00
【公開號(hào)】CN204527527
【申請?zhí)枴緾N201420854736
【發(fā)明人】王初龍, 趙銳, 李佳琦, 池建輝, 朱元瑤
【申請人】上海中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年12月26日