錦州25-1南WHPD平臺結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核

高勛

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

從中國海油成立到現(xiàn)在的30多年，公司所擁有的固定式海上平臺數(shù)量不斷增加，其中大部分平臺在服役期內(nèi)因生產(chǎn)需要經(jīng)常要進(jìn)行增減設(shè)備等方面的改造，因此對平臺結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行校核顯得至關(guān)重要[1]。

1 概況

WHPD平臺是一座8腿導(dǎo)管架井口平臺，平臺共分三層甲板，分別為上層甲板、中層甲板、下層甲板。平臺共有50個井槽，5（列）×10（行）排列。根據(jù)錦州25-1/錦州25-1南II期項(xiàng)目ODP，WHPD平臺部分采油井采用氣舉采油方式，投產(chǎn)初期自噴生產(chǎn)，平臺預(yù)留氣舉工藝流程。WHPD平臺已于錦州25-1/錦州25-1南II期詳細(xì)設(shè)計(jì)后投產(chǎn)，隨著投產(chǎn)以來生產(chǎn)動態(tài)認(rèn)識和最新油藏預(yù)測結(jié)果表明，部分井投產(chǎn)初期即無法自噴，另有部分井在2017年、2018年停噴，油井停噴后需啟動氣舉流程，進(jìn)行連續(xù)氣舉才能實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。涉及平臺改造內(nèi)容如下：平臺中層甲板北側(cè)的吊貨區(qū)外擴(kuò)臨時甲板用于壓縮機(jī)整橇吊裝，設(shè)備安裝完成后切割臨時甲板；中層甲板南側(cè)原管匯位置新增操作小平臺用于新增8口氣舉管匯；新增設(shè)備為：天然氣壓縮機(jī)、天然氣入口洗滌器、氣/液分離器、氣舉洗滌器、氣舉新增管；下層甲板工作內(nèi)容：甲板南側(cè)布置新增原油外輸泵和原油外輸泵濾器。

2 靜力分析[2]-[3]

2.1 模型變化

本次模型依據(jù)原詳細(xì)設(shè)計(jì)的模型文件。本次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)改造加強(qiáng)已在模型中進(jìn)行模擬，約18.3噸（不包括臨時甲板重量）。模型變化部分如下：

(1)依照原詳設(shè)及施工方案要求拆除B軸壓縮機(jī)前的斜撐；

(2)平臺中層甲板北側(cè)的吊貨區(qū)外擴(kuò)臨時甲板（改造后拆除）；

(3)中層甲板壓縮機(jī)布置位置結(jié)構(gòu)適應(yīng)性加強(qiáng)；

(4)中層甲板南側(cè)原管匯位置新增操作小平臺。

圖1 整體模型

圖2 臨時甲板區(qū)域

圖3 中層甲板（EL.(+)19300）

圖4 臨時甲板斜撐桿件編號

圖5 臨時甲板節(jié)點(diǎn)編號

圖6 臨時甲板桿件編號

圖7 壓縮機(jī)區(qū)域節(jié)點(diǎn)編號

圖8 壓縮機(jī)區(qū)域桿件編號

圖9 改造涉及桿件屬性

2.2 荷載變化

模型所受載荷基本工況及組合工況與原改造報(bào)告一致。本次改造新增荷載的變化，具體如下：

中層甲板新增兩臺壓縮機(jī)，荷載根據(jù)壓縮機(jī)隔振器布置位置說明文件提供的各布置點(diǎn)反力進(jìn)行加載，分別對應(yīng)荷載ADD1、ADD2。模型加載情況如圖10所示。

圖10 壓縮機(jī)荷載（EL.(+)19300）

本次改造涉及其他新增設(shè)備重量如表1所示：

表1 新增設(shè)備重量

另有管匯操作平臺考慮5噸荷載，以weight形式加載，荷載編號為ADD6。對于壓縮機(jī)安裝過程中臨時甲板處考慮700kN壓縮機(jī)臨時放置重量，荷載編號為ADD7。除ADD7外，新增設(shè)備荷載約193.48噸。

原詳設(shè)報(bào)告顯示已考慮預(yù)留荷載（約219.5噸），匯總?cè)缦拢?/p>

表2 原預(yù)留設(shè)備重量

從以上資料可知本次改造設(shè)計(jì)重量變化與詳設(shè)基本一致。

2.3 基本荷載

基本荷載匯總?cè)缦拢?/p>

2.4 工況組合

工況組合與原詳設(shè)一致，本次新增荷載組合在原模塊干重荷載“DRY”里，具體如下：

LC. DESCRIPTION LC. FT. LC. FT. LC. FT.JAPP 1.10 DAPP 1.10 DMA 1.00 DPI 1.00 DEL 1.00 DOU 1.00 DIN 1.00 DSA 1.00 DCO 1.00 DRG 1.00 DCC 1.00 BRG 1.00 DPTK 1.00新增荷載ADD1 2.0 ADD2 2.0 ADD3 1.0 ADD4 1.0 ADD5 1.0 ADD6 1.0 ADD7 1.0 DRY MODULE DRY WEIGHT EXCEPT DEAD

以上組合中對于壓縮機(jī)荷載ADD1&ADD2，考慮兩倍動力放大系數(shù)。保守計(jì)算ADD7作為單獨(dú)荷載組合在DRY中。

2.5 靜力分析結(jié)果

2.5.1 桿件應(yīng)力

桿件應(yīng)力計(jì)算輸出如下：

結(jié)果顯示所有桿件UC值小于1.0，滿足規(guī)范要求。壓縮機(jī)布置處周邊桿件及臨時甲板處桿件UC值結(jié)果如圖11所示：

2.5.2 節(jié)點(diǎn)沖剪

節(jié)點(diǎn)沖剪計(jì)算輸出如下，結(jié)果顯示節(jié)點(diǎn)沖剪UC值小于1.0，滿足規(guī)范要求。

圖11 壓縮機(jī)處桿件UC值

圖12 臨時甲板及斜撐桿件UC值

3 結(jié)論

經(jīng)校核平臺結(jié)構(gòu)能夠滿足此次改造引起的承重變化，滿足規(guī)范要求。