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摘要：针对我国的海洋生产行业而言，海上采油平台有起到的地位十分重要，是海洋生产中不能够缺少的构成部分，其设计安全不仅仅涉及到了经济效益，同时还对海洋环境和操作人员自身的生命安全与平台管理效果产生影响。本文主要对于海上采油平台结构设计标准化的相关内容给予简要分析。
关键词：海上；采油；平台；结构；设计
1 海上采油平台结构设计标准化原则及思想分析
1.1 海上采油平台的结构标准化设计原则
平台设计标准化经常使用的设计方式为：①母型设计，这种方式是依照母型平台去完成设计，挑选已经建设完成同时成功投入使用的平台将其当成母型设计；②规范设计，这种方式是按照不同各国家船舶检验局以及有关规范提出的要求去完成设计工作；③按照强度理论对其完成设计，这种方法主要是设置在结构力学和有限元方法等理论的基础之上，按照具体平台结构的实际情况依照限定环境条件和设计标准化要求切实的完成好平台强度的合理计算。依照设计阶段的差异与工程提出的有关要求，选择适合的设计方法，或者是将多种不同的设计方法有效的融合。
1.2 海上采油平台的结构设计思想
1.2.1强度校核优化结构
本平台其主体结构构件其使用的钢板和型钢以及支柱斜撑全部都是用CCS-AH32 船用高强度钢，针对高应力区中的厚钢板，则使用的是DH36 的船用高强度钢。运用高强度钢，板厚以及构建的尺寸都需要合理的进行控制，因此板和构件之间存在的问题性也不断的凸显出来[1]。在实际进行设计的同时，针对受压的钢板和梁，以及纵骨与支柱还有斜撑的稳定性都需要完成有效的计算校核。结构的纵骨、梁、支柱还有斜撑等组件的临界应力需要有安全储备，通过这样的方式能够让平台提出的规范要求得到满足。因为甲板其使用的是纵骨架式的结构，板纵向承受压力的稳定性相对较强，因此并不会产生失稳的问题。可是板横向的受压临界应力相对比较少，自身的稳定性也比较弱，因此经常会出现失稳的可能。如果要想甲板横向受压的稳定性可以有效提高，那么就需要强化平台建设的强度保障其自身的稳定性[2]。
1.2.2 平台结构的优化设计
（1）设计方法
平台结构使用的规范设计以及强度计算彼此联合的方式，平台结构在基本构建上的尺寸需要事先依照平台规范以及海船规范提出的要求进行选择，其次依照强度去对内力分布规律进行计算，对构件实际的尺寸给予适当的调整与修改，对于应力较大的构件给予强化，针对应力并不大的构件适当的减弱，最终完成构件尺寸的确认，对于构件尺寸进行确认的过程不仅是对其强度进行校核的过程，同时也是不断完成结构设计的过[3]。
（2）用高强度低合金钢
高强度钢自身的抗脆性和抗破坏性以及耐疲劳性等都比一般的强度钢的高，其能够承受海洋大气锈蚀的性能也要高出一般强度钢，低合金钢在在海洋里的腐蚀速度要比低碳钢高出2/3，使用高强度低合金钢针对减少锈蚀速度，提高平台寿命来讲都是十分有益的，这针对提升与海面作业的自升式钻井平台来讲非常的适合[4]。
（3）疲劳寿命分析
当前技术快速发展的前沿阵地，首先要求强化处置平台结构上的强度和抗疲劳性等多种问题。尤其是在进行平台结构强度的设计上，需要针对自身的疲劳寿命进行有效分析。近年来，高强度钢在我们国家的船体结构里获得了普遍的应用，船体结构受到的疲劳破坏问题不断的凸显。因为平台主体结构较为复杂，我国疲劳寿命计算持续使用经验公式完成估算，但是评估获得的精度却不能够对现代平台工程提出的需要给予满足。但是伴随着科学技术的持续进步，计算机软硬件的性能也不断提升，推进计算平台主体结构所承受的波浪诱导荷载和船体响应持续预报以及疲劳校核点应力的计算也成为了可能[5]。
2 根据实例分析海上采油平台的设计
2.1 工程实例
近年来，某公司深入对自升式钻井平台结构进行设计并不断的优化相关标准，其不仅能够有效运用船级社规范的经验公式完成校核并且还能够通过这样的方式去对平台主体构件的尺寸结构设计方法进行确认，并且可以通过有限单元法去完成对平台架构强度进行设计，引导平台的主体结构和构件尺寸结构设计以及优化方式完成有效的校核，依照具体的工作情况去对其特定荷载给予施加，并且对边界条件进行研究，确认自升式平台能够在不同工作情况下完成主体结构强度标准的设计，最终让平台结构满足强度要求，保障平台主体使用的安全性。
2.2 多种工况下的平台强度、刚度和稳定性的静力分析
平台强度在平台组合载荷作用的影响下，使用的材料是不是可以与提出的强度要求保持一致，使其不会出现屈曲以及疲劳破坏等危险。在对平台整体强度进行评估的过程中对于整体功能载荷以及可变载荷等进行了考量最终得出业情况以及风暴自存的情况，按照SNAME选择几何刚度法去对P-Delta 效应进行有效的计算，同时在不同作用水深情况下合理使用有限元模型去对环境载荷以及惯性矩进行计算，得出了齿条具体的受力情况，并完成了平台桩腿屈服强度的有效确认，让平台在作业上的安全性得到保障。
对平台的刚度给予分析是振动理论和稳定性分析不可或缺的基础，依照ABS MODU 2015 和SNAME 获得的计算公式，需要把桩腿处于泥下3米位置的一端作为简支，而另外的一端需要与主船体进行连接；在桩腿上添加载荷，这样能够有效的将轴向重力和水平环境的载荷进行去除，除此之外还需要对预压载工况下其二阶重力效应对于桩腿产生的影响效果进行分析；依照SNAME 公式提出的要求，针对几种存在差异的作业水深和单独桩腿刚度给予计算，通过这样的方式保证平台整体的安全性。平台的稳定性所进行的分析目的是对处于预压载中的自升式钻井平台其桩腿的稳定性给予分析，环境荷载其向量角处于120°，对于向量角载荷作用影响下的平台给予研究，并且完成第目标自升式钻井平台抗倾覆稳性的有效分析，使其能够在环境荷载的影响下对平台自身的安全给予评估，最终确认平台在对环境荷载和功能荷载整体工况的设计下能够正常工作，如图1 所示。
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图1 平台结构强度分析有限元模型示意图
2.3 具体施工方案
钢平台的施工场地通常有三个场地：在陆地完成钢结构加工的车间以及岸边的组对场地还有海上工地。①在陆地上进行钢结构加工的车间。主要是对于钢板号料进行加工与切割；钢管桩和钢管分段卷制与坡口加工等操作。②岸边的组对场地。其主要的作用是对钢结构组对焊接和上船要求给予满足。在岸边的预制厂要完成钢管桩的二次接长和导管架的焊接以及上部甲板的分模块焊接。目是在对运输船实际的运输能力以及钢桩本身稳定性给予满足的基础下，尽量的提升钢桩自身的分段长度。③海上工地。另外，还需要切实的完成好导管架整体的预制工作。上部甲板的组块组装要求依照船舶自身的运输能力与岸上和海上进行吊装的能力等，把上部的甲板划分为多个单元模块，从而对其进行组装。多个不同的导管架和钢桩按照计划的顺序运用驳船将其运输到施工现场，设计如图2。
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图2 海上采油平台结构设计示意图
2.4 防腐涂装设计
因为海上采油平台主要是在海上从事工作，海洋环境会造成钢材产生严重的腐蚀，为了使得钢材的使用寿命得到延长，一定要完成防腐涂装的
设计，这样才能够保障海洋环境中钢结构自身的安全。海上采油平台导管架以及海管防腐通常使用的涂装以及阴极保护相结合的方式，阴极保护也可以被分成牺牲阳极法以及外加电流法等方式，其中牺牲阳极法进行加工设计文件主要包含了阳极结构图和阳极布置图，以及阳极采办料单与阳极施工料单等。在对涂装方案进行编制的过程中，需要切实的认识到不同专业的工作量和具体的施工特点，以及工序与工期。涂料采办料单的作用是完成涂料的采办，施工料单的作用是完成领料。涂料用量不但和涂装面积存在联系，并且和具体的施工方法以及日后修补工作量等息息相关，所以在对涂料用量进行计算的过程中不但要对涂装面积给予考量，还需要按照涂装方案和现场进度，以及结构形式与涂装方式等整体因素去完成涂料用量的确认。。
结束语
总的来说，在海上采油平台结构进行构建的同时，要求对其给予合理的设计，只有这样才能够有效的保障海上采油工作可以快速的开展。在对平台结构进行选择的同时，还需要按照海域去完成设计方案的制定，通过这样的方式有效提高采油效率，最终为我国经济的快速发展提供所必须的石油资源，并促进我国的持续稳定发展。
参考文献：
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[2]高照杰，段梦兰，李林斌，等.滩、浅海固定设施冰载荷研究[J].石油学报，2018（5）：68-74.
[3]唐山，孔健，李凤丽，等.海上风电场单根钢管桩基础的设计与计算[J].土工基础，2018，23（6）：52-54..
[4]张欢欢，丁鹤东，陈金钰.浅析海上采油平台用结构钢材料的检验[J].科技致富向导，2014（8）：224.
[5]王世圣，徐长胜.浅海采修一体化平台的结构设计[J].中国海上油气：工程，2003，15（3）：14~17.