顾雪
博迈科海洋工程股份有限公司 天津 300457
摘要：对海洋平台结构优化设计，能够大幅度提升平台结构的稳定性，延长使用寿命，减少故障的发生，为海洋资源开发提供稳定的路径。文章从实际出发，旨在通过必要的手段，扎实提升海洋平台结构的可靠性，强化结构整体结构，提升平台自身的容错率，使得平台能够更好地适应海洋环境，为后续相关海洋平台的规划、建造提供方向性引导。
关键词：海洋平台；平台结构；设计可靠性；优化设计
前言
为了满足区域经济发展需求，实现油气资源的持续稳定供应，保证国家能源安全，我国加大资源投入，进行海洋平台的规划、建造等相关工作，旨在依托海洋平台，依序开展钻井、采用、运输、观测等相关工作，旨在打造成熟、高效的海洋油气资源开发体系，实现油气资源的科学开发、高效使用，为经济发展注入新的活力。但是考虑到海洋环境的特殊性，海洋平台在规划、设计过程中，对于海洋平台结构的稳定性、可靠性提出了更高的要求。基于这种实际，海洋平台在设计环节，需要采取针对性的举措，进行可靠性优化，以保证海洋平台运行的稳定性。
1 海洋平台概述
对海洋平台的应用范围、主要类型的分析，有助于设计人员从思维层面出发，准确把握海洋平台的基本特性，全面厘清海洋平台结构可靠性设计要点，为后续相关工作的开展奠定坚实基础。
海洋平台作为现阶段海上生产、生活的重要基础设施，其承担着钻井、采油、运输、观测以及导航等多项任务。与传统的陆地平台不同，海洋平台所处的环境较为特殊，海洋平台在潮汐、大风等恶劣环境因素的影响下，海平台的故障发生率较高，稳定性较差，日常维护成本较高，因此如何有效地进行稳定、可靠的海洋平台打造，就成为技术团队以及相关企业关注的热点问题[1]。为了满足海洋平台的使用需求，适应不同海洋环境，随着技术的发展，海洋平台逐渐发展出不同的类型，例如固定式、活动式以及半活动式等，多元化的海洋平台结构，通过平台结构的特殊性，能够很好地提升海洋平台自身结构的可靠性，减少平台结构损伤，保证平台的使用寿命[2]。以固定式海洋平台为例，目前该结构的平台主要由导管架型平台以及塔架型平台两个小的类别，塔架型平台蛀牙适用于软土地基，通过对平台腿柱、水平杆、斜杆以及大梁的合理规划色剂，其能够在在软土中，保持足够的支撑能力，将负载进行均匀分布，实现了海洋平台的稳定性，避免使用过程中出现下沉或者倾斜的情况。
2 海洋平台结构设计存在问题
海洋平台结构设计过程中，受到多种因素的影响平台在结构设计的过程中暴露出相关问题，对这些问题的探讨，使得设计人员明确海洋平台结构设计缺陷，并全面分析海洋平台结构可靠性设计的基本要求，实现设计针对性、有效性，实现海洋平台结结构的升级。
2.1海洋平台结构设计存在问题
海洋环境的特殊性，荷载类别的多样性，在整个平台设计环节，设计人员需要获取各类参数，进行针对性的平台参数获取、分析以及应用。但是从实际情况来看，受到多种因素的影响，海洋平台设计人员，对于各类参数的获取、应用方面存在误区，其将各类参数视为确定值，没有关注相关数值的随机变化性与区间性，这种情况的发生，使得海洋平台在设计过程中，往往缺乏足够的数据支持，开展针对性的结构可靠性设计、评估，进而引发了问题的发生[3]。除了这种问题之外，设计人员在海洋平台结构设计的过程中，一般情况下，采用单一的安全系数，判定的方式方法相对而言也较为简单，将应力比作为检验标准，这种评定方式过于简单，可靠性程度较低，因此使得海洋平台的结构稳定性受到影响，安全性系数较低，并且在很大程度上，造成了资源浪费，对于海洋平台的日规划、建造以及使用产生极为不利的影响，在增加安全事故发生机率的同时，也对于维护管理成本的管控造成了难度。
2.2海洋平台结构荷载计算准确性不佳
海洋平台所处的环境与陆地平台不同，其结构荷载包括了波浪荷载、潮汐荷载、风荷载等几大部分构成。这些荷载的存在，要求设计人员从实际出发，准确进行海洋平台结构荷载的计算，以确保荷载计算结果的准确性，避免结算过程中出现误差，影响后续设计方案的可行性。但是受到多种因素的影响，目前海洋平台结构荷载结算结果的准确性不佳，无法满足实际的设计需求，导致结构强度设计出现偏差，造成海洋平台结构可靠性的下降。例如在海洋平台结构设计环节，需要工作对海洋区域的风荷载进行准确的计算，从工程学的角度来看，在风的作用下，平台结构会出现横摇或者纵倾的情况，甚至在过大的风荷载的力矩作用下，海洋平台会出现翻沉的情况[4]。为提升海洋平台的防风能力，设计人员往往需要对风压、风荷载开展计算工作，但是在计算过程中，部分设计人员仅仅计算了基本风压、风荷载，对于海面风速、海洋平台柱体后部产生的横向力缺乏计算，这种荷载计算漏洞的出现，导致海洋结构的结构稳定性不佳，出现安全事故的机率相对较高，在影响正常生产作业的同时，对于平台工作人员也产生了极大的安全威胁。因此为避免这种情况的发生，有效提升海洋平台结构的可靠性，设计人员需要针对性地开展海洋平台可靠性优化设计工作，通过设计方案的优化，有效应对现阶段海洋平台结构可靠性方面存在的问题。
3 海洋平台结构可靠性设计优化方案
海洋平台结构可靠性优化设计环节，设计人员在科学性原则、实用性原则的框架下，以问题为导向，结合海洋平台结构设计要点，理顺海洋平台结构可靠性设计基本流程，从结构负荷、材料选用等角度出发，有针对性地实现海洋平台的结构升级。
3.1海洋平台结构模型设置
海洋平台在结构可靠性设计优化的过程中，为了保证优化设计的有效，设计人员往往需要通过结构模型，对海洋平台结构设计方案作出必要的模拟，以保证设计方案的成效，实现结构可靠性的稳步提升。在这种思路的指导下，设计人员采用归纳法、演绎法等手段，进行海洋平台结构模型的设立，例如在归纳法模型设置环节，设计人员采用从下而上的方式，对系统的每一个部分进行梳理，分析不同结构对于海洋平台整体结构可靠性的影响，通过这种方式，能够掌握每一种海洋平台结构与平台整体结构强度之间的关系，对于可靠性的提升有着极大的裨益。演绎法模型则不同，其主要采用自上而下的方式，系统分析海洋平台结构强度失效的原因，探讨结构原因与表征之间的联系，这就为后续相关结构强度的针对性优化、提升奠定了坚实基础。
3.2海洋平台荷载计算方案
考虑到海洋平台环境的复杂性，在平台荷载计算的过程中，设计人员需要从实际出发，对平台所受的各类荷载作出系统化、科学化的计算。在海洋平台荷载计算过程中，不仅要针对于海洋环境，系统、全面地梳理海洋各类荷载的类型，并且还应当在此基础上，针对荷载的特点，制定合理的计算方案，进行完备的计算。例如在风载荷计算环节，设计人员除了进行基本风压以及风荷载计算的工作之外，还需要海洋平台受到的风阻力、空气绕流产生的横向力进行分析，通过这种方式，实现对海洋平台所受风荷载的准确计算。在海洋平台荷载计算工作基本完成后，设计人员需要从安全系数的角度出发，依据各类荷载的数据，依据f0=μR/μs,,其中f0表示海洋平台结构的安全性、可靠性，μR、μs,分别表示海洋平台的结构强度以及结构所属荷载。通过这种科学的计算，设计人员可以将海洋平台结构可靠性与所属荷载的强度有机联系起来，推动海洋平台结构可靠性的稳步提升[5]。
3.3海洋平台可靠性设计优化方案
海洋平台在设计过程中，大量使用到不同类型的钢材，如图1所示：
图1为 常见海洋平台结构结构
为保证平台钢结构的可靠性，设计人员在钢材选型的过程中，需要以I类钢材、II类、III类钢材作为主要的钢材，并根据不同类型钢材的结构强度，作出针对性的设计优化工作。例如在海洋平台主要荷载分布区域，设计人员采用III类钢材作为主要桩腿、导管架等，通过这种方式，实现了海洋平台钢结构强度的提升。在海洋平台钢结构焊接过程中，根据国际焊接协会的有关规定，对焊接工艺、焊接流程等进行调整，保证焊接强度，提升可靠性。
结语
由于所处环境的特殊性，海洋平台在使用过程中，极易出现结构腐蚀、层状撕裂等相关问题，这些问题出现，使得海洋平台运行的连续性、稳定性减弱，无法为海洋资源开发提供必要的服务。为提升海洋平台的稳定性，减少故障事故的发生机率，文章从实际出发，通过海洋平台结构设计
参考文献
[1]万胜利.导管架海洋平台结构安全评估及优化设计[J].大连理工大学，2020（14）：91-92.
[2]周世博，章文俊，李泽华.基于SAPSO-BP网络模型的海洋平台落物碰撞损伤分析[J].中国安全生产科学技术，2019（2）：66-67.
[3]张纪刚，舒凡，赵铁军.不锈钢混凝土海洋平台导管腿轴压性能分析[J].建筑结构，2018（7）：117-118.
[4]鲍亮亮，王勇，韩涛.海洋平台焊接技术及发展趋势[J].焊接，2019（2）：69-70.
[5]倪云飞，于建华，盛磊.海洋平台一体化建造工艺的深化设计[J].石油和化工设备，2018（7）：99-101.