引言：JU2000E自升式钻井平台作为国际主流船型，存在严重过剩，仅中国市场保守估计闲置平台超过40座。直接催生了平台改装市场需求。JU2000E平台的主要改装方向为：拆除悬臂梁及钻台结构，并在主甲板增加新的模块（如生活模块，处理模块，吊机模块等）。

拖航阻力、风载、重量重心是决定海洋平台总体性能最重要的三个参数。本文通过对以上参数分析估算，得出在满足平台最少改装工作前提下，平台改装的极限。为相关设计人员提供方向性指导。

1 改装方案

考虑到改装时间及经济成本，JU2000E船型改装过程中，一般只对主甲板面以上做功能调整，即拆除悬臂梁及钻台等钻井功能模块，增加其他功能模块。具体如下图：

图一：改装前主甲板布置

图二：改装后主甲板布置

2 恒定参数

基于以上改装假定，为确保平台完整稳性及破舱稳性，应保持以下参数不变：

表一：主船体恒定参数

表二：受风面积恒定参数

3可变参数

由图一及图二可知，JU2000E改装后，由于钻台及悬臂梁移除，并新增功能模块，直接影响理论受风面积，可变受风面积参数如下表：

表三：可变参数

4 拖航阻力校核

针对拖航阻力，海上拖航指南^[1]中给出了两种计算方法：

R_T(KN)=1.15[R_f+R_B+R_ft+R_Bt)]，或R_T(KN)=0.7（R_f+R_B)+R_a，取所得值的较大者。

其中：R_f为被拖船的摩擦阻力，可由下式求得：

R_f(KN)=1.67A₁V₁^1.83X10^-3；

由表一可知，A₁及V₁值在平台改装后保持恒定，因此，改装后的被拖船的摩擦阻力保持不变。

R_B为被拖船的剩余阻力，可由下式求得：

R_B(KN)=0.147C_BA₂V₁^1.74X0.15V1；

由表一可知，C_B、A₂及V₁值保持在平台改装后恒定，因此，改装后的被拖船的剩余阻力保持不变。

R_ft为拖船的摩擦阻力，由拖船决定。

R_Bt为拖船的剩余阻力，有拖船决定。

R_a为空气阻力，可由下式求得：

R_a(KN)=0.5ρV₂²ΣC_sA_i*10^-3

由表一可知，ρ及V₂值在平台改装后保持恒定。由表二和表三可知，ΣC_sA_i为变量，且ΣC_sA_i与空气阻力R_a呈线性关系。

如上文所述，平台改装后，涉及的甲板面调整主要为：

（1）移除钻台及悬臂梁，由表二可知，受风面积A_i减少93.5+240=333.5m²；

（2）增加模块。考虑到平台甲板面的可利用的空间极限，见图二。新增模块最大外轮为长50m，宽20m。因此，可以得知：在保持改装后受风面积不变、且底面积最大的前提下，新增模块最大高度为：333.5/20/1.1≈16.67m。

5 风载校核

风载荷可按如下公式计算求得：

F=0.613*10^-3 V₃²ΣC_hC_sA_i ^[3]

其中，C_h为高度系数（风载校核时，平台应处于最恶劣假定工况。即：平台处于站桩状态，此时的安全气隙，即平台下底板距离海平面的距离为20m。为更真实反应风载对桩腿强度的影响，规范中引入此高度系数，相关参数的选取详见中国船级社《海上移动平台入级规范》）。且，由表一可知，V₃为恒定值。因此，在位风载荷与ΣC_hC_sA_i值呈线性关系。

参考JU2000E船型原数据可知，在最苛刻风角（见图一）条件下，钻台及悬臂梁区域的ΣC_hC_sA_i值如下：

新增模块在最苛刻风角条件下，进一步参考高度系数C_h，其ΣC_hC_sA_i理论值如下：

为保持风载恒定，新增生活模块的ΣC_hC_sA_i值，应不大于去除部分（钻台+悬臂梁）。因此可以得出，新增生活模块最高为：（1251.08-33-930）/50/1.3/1+0.6+15.5=20.5m。

6 重量重心校核

参考JU2000E船型原数据可知，改装前，在悬臂梁滑移至艉封板工况下，钻台及悬臂梁的重量重心（悬臂梁滑移至与主船体尾封板平齐）如下表：

注：X轴-纵向，原点为主船体尾封板，“+”指向船首；Y轴-横向，原点在主船体中心线“+”指向左舷；Z轴-垂向，原点在主船体下底板， “+”指向上方。

7结论

经以上计算，JU2000E系列平台在功能改造过程中，移除悬臂梁及钻台后，新增模块：（1）总尺寸大于50mx20mx16.67m，且小于50mx20mx20.5m时，平台拖曳系统需做较大调整。

（2）总尺寸大于50mx20mx20.5m时，平台拖曳系统需做较大调整的同时，风载荷需二次校核，并根据校核结果调整平台总体布置。（3）总重不应大于2383.8t，否则主甲板结构强度需做较大调整；且力矩：X*W应小于等于41809，Y*W应小于等于638，Z*W应小于等于53409。否则，主甲板结构及桩靴桩腿强度需重新校核，并做相应调整。

参考文献：

[1]中国船级社.海上拖航指南.北京.2011。

[2]盛振邦，刘应中.船舶原理.上海.上海交通大学出版社.2003。

[3]中国船级社.海上移动平台入级规范.北京.2012。