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本文翻译的内容是API_RP_2A-WSD 海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法（工作应力设计法）的1.1—1.6（P1—P7） 1.8（P9） 1.10—1.11（P9—P10） 9 10 11.1（P80—P83）。

第一章 规划

1.1 概述

1.1.1 规划

本章作为从事近海区域油漆的钻探、生产和贮存平台的设计和建造的有关人员的指南。为了得到一个执行一定功能的使用而经济的海洋平台，在开始实际设计之前，应作出周密的规划。初步规划应包括平台上人家所依据的所有准则的确定。

1.1.2 设计准则

用于这人力的设计标准包括可能影响平台详细设计的所有操作要求和环境条件。

1.1.3 规范和标准

本推荐做法从公共的安全观点出发编入并大量采用了现有的呗工程设计和实践所接受的规范和标准。

1.2 操作考虑

1.2.1 功能

所涉及平台的功能一般分为钻井、采油、贮存、物料装卸、居住、或其中几项的组合。平台的形状应通过对位于加班上的设备布置的研究而确定。在最后确定尺度之前，应仔细地考虑设备所需的净空和间距。

1.2.2 位置

平台的位置应在设计完成之前确定。环境条件随地理位置而变化，在一个给定的区域内，除了象波高、波浪周期好人潮汐这样的设计参数在变化以外，基础条件也在变化。

1.2.3 方位

平台的方位是指在平台图上平台相对于诸如整备这样的固定方向的位置。方位一般受主导风、浪、流的方向好人操作要求控制。

1.2.4 水深

根据水深和潮汐资料选择合适的海况设计参数。水深的确定应尽可能准确，以便决定登艇平台、防撞构件、甲板和防腐区域的高程。

1.2.5 通道和辅助系统

平台的梯子和登艇平台的位置及数量应收安全考虑的控制。有人到达的每层甲板应设置最少两个通道，岂不知应使得在各种风向下逃生均是可能的。梯子的位置也应考虑操作要求。

1.2.6 防火

为了办证人员的安全和防止设备可能的损坏，需要注意防火方法。防火系统的选择取决于平台的用途。防火程序应符合有关主管部门的法规。

1.2.7 甲板高程

在波浪冲击平台下的甲板和设备时，将产生大的作用力和倾覆力矩。除非平台已被设计成能抵抗这些力，否则甲板高程应提供设计波浪波峰以上足够的间距。另外，应考虑提供一个“空气间隙”，以容许大于设计波浪的波浪通过。在2.3.4e中提供了有关空气间隙的指南。

1.2.8 油井

暴露的油井隔水导管会增加平台的环境力，这些导管加以支撑，因此在规划阶段就应知道他们的数量尺寸和间距，隔水导管可能或不可能使平台增加抗波力。如果平台是安置在带有水上井口的现有油井上，则需要采油树的尺寸、隔水导管的尺寸、导管上法兰和井口顶部在平均低水位以上的高程。如油井是一个处于临时海底完井状态，则应对油井的定位和确保平台就为做出规划，以便油井能顺利回接到水面上。规划还应考虑将来增加油井的需要。

1.2.9 设备和材料的布置

再设计时需要考虑钻井设备、材料以及采油设备的布置和重量。应确定平台重大的集中载荷的分布情况，以便能够规划支承这些载荷的合适的框架。应根据已知的情况，考虑到将来的操作。

1.2.10 人员上下和材料装卸

在平台设计开始时就应规划人员上下和材料装卸，规划供应船的类型、尺度和将船停靠在平台边的系泊装置。应确定登艇平台的数量、尺寸和位置。也应确定甲板吊机的型式、能力、数量和位置。如果设备和材料欲放在下甲板上，那么应在上甲板上的合适位置设置足够尺寸的舱口，以适合于操作要求。应考虑直升飞机使用的可能性，并提供相应的设施。

1.2.11 泄漏和污染

应提供处理泄漏和可能的污染的措施。甲板上应设置排放系统，以收集和贮存即待处理的液体。排放和收集系统应符合相关的政府法规。

1.2.12 暴露

所有系统和不见得设计均应预计到现场可能遭遇的极端环境条件。

1.3 环境考虑

1.3.1 气象和海洋水文的一般考虑

在确定影响平台现场的有关气象和海洋条件时，应向有经验的专家咨询。下面的章节提出了可能需要资料的一般概要。现场所需资料的选择应在平台设计者和海洋气象专家双方协商之后确定。应对观测数据和模型试验所得数据进行统计分析，以得到正常和极端环境条件的描述。

1. 正常环境条件（在结构的寿命期预计经常发生的条件）在平台的建造期间和使用寿命期间都是重要的。
2. 极端条件（在结构的寿命期内很少重复发生的条件）在确定平台设计荷载时是重要的。

所有使用的资料都应仔细地形成文件。应注意所有资料的来源和推算的可靠性，还应确定将现有资料推导出所需的环境值所用的方法。

1.3.2 风

风力作用在水面以上的结构部分和位于平台上的任一设备、甲板房和井架上。风速可分为两种：（1）阵风风速，平均持续时间远小于1min的风速；（2）持续风速，平均持续时间大于1min或更长的风速。风资料应换算到标准高程，如平均水面上10m（33ft），同时使用规定的平均时间，如1h。使用标准的剖面和阵风系数（见2.3.2），风资料可以被换算为任一规定的平均时间或高程。

相对于平均风速的脉动风速谱应根据某些情况予以说明。例如，像签锁塔这样的隧洞结构和深水中的张力腿平台的自然横移周期可能在1min的范围内，在这个范围，脉动风速中可能有显著的能量。

在确定适用的设计风速时，应考虑以下内容。

对于正常情况：

1. 月或季规定的持续风速在不同方向的出现频率。
2. 月或季规定界限值以上的持续风速的持续时间。
3. 相应于持续风速的可能的阵风风速。

对于极端情况：

应提供依其重现期而变的在规定的方向和平均时间内的设计极端风速。应给出如下有关资料：

在确定设计极端风速时使用的风资料记录,包括观测地点、日期以及观测到的阵风和持续风速的大小和风向。

在结构规定寿命期间，在特定方向上的持续风速超过规定下限风速预计出现次数。

1.3.3波浪

风成浪是海洋平台环境力的主要来源。这样的波在形状上是不规则的，波高和波长是变化的，可能从一个方向或几个方向同时接近平台。由于这些原因，波浪作用力的大小和分布是很难确定的。由于在平台设计中波浪相关标准所必须考虑的技术因素的复杂性，因此应与有经验的精通气象学、海洋学和流体动力学方面的专家进行协商。

对以前的海洋水文资料不充分的区域，在确定与波浪有关的设计参数时至少包括下列步骤：

1. 研究所有必要的气象资料。
2. 推算海面风场。
3. 使用分析模型，沿着风暴路径，推算一般海况。
4. 相应于地理限制条件，确定可能的最大海况。
5. 对深水海况划定等深效应。
6. 使用概率技术，相对于各种基本时间，预报平台现场的海况概率。
7. 通过实体和经济风险评价，建立设计波浪参数。

在对海况已有相当了解和经验区域可以将前述的程序简化，省掉那些用已有的经验推导成要求的设计参数所必须的步骤。

在考虑了1.5中所列的所有参数平台后，平台业主的责任是在、选择设计海况。在建立海况数据时，应对下列情况予以考虑：

对于正常情况（既对海浪又对涌浪）：

1. 对规定方向的各种海况（例如波高大于三米（10ft））的月或季出现概率和平均持续时间，可用一般的海况参数描述（例如有效波高和平均波浪周期）。
2. 和上述1中的海况同时出现的风速，潮汐和流。

对于极端情况：

极端海况的确定应提供一个判断，如对在整个平台寿命期间，可能从任意方向接近平台现场的某一高度以上的所有波浪的波数、波高和波顶高程。

应研究规定方向的设计极端波高，并表示为它们的预计平均重现期的函数。应研究的其他资料包括：

1. 相应于极端波高的波浪周期的可能范围和分布。
2. 产生极端波高的海况中的其他波高的设计分布，最大波顶高程，波能谱。
3. 可能与产生极端波浪的海况同时出现的潮汐、流和风。
4. 历史上海况发生的事件，其自然情况、日期和位置用于确定设计值（例如墨西哥湾，1969年8月，Camine飓风）。

1.3.4 潮汐

在平台的设计中潮汐是重要的考虑因素。潮汐可以被分为：（1）天文潮；（2）风成潮和（3）压差潮。后二者经常组合在一起，并叫做风暴涌，三者组合成为风暴潮。在海洋固定平台的设计中，风暴潮的高程是基准面，风暴波浪迭加在它的上面。但是日天文潮高程的变化决定靠艇平台、防撞构件、钢构件飞溅区和海生物区上限的高程。

1.3.5 流

在固定平台的设计中，流是重要的，因为它们影响：

（1）靠艇平台和防撞构件的位置和方位；

（2）平台上的力。

在可能的情况下，靠艇平台和防撞构件的设置应使船只能顶流靠到平台上。

最常用的还留分类为：

1. 潮流（相应于天文潮）；
2. 环流（相应于大洋范围的环流形式）；
3. 风暴生成的流。

这三种流的矢量合便是总的海流，在规定高程上流的速度和方向为流剖面。对于平台设计，应确定相应于产生极端波浪的海况的总的流剖面。在不同深度上，总流流速和方向月或/和季的出现平率对操作的规划可能是有用的。

1.3.6 冰

某些正在进行海洋石油开发的区域，冰点以下的气温可占大半年时间，从而引起结冰。在这些区域， 海冰可能以当年层冰、多年浮冰、当年的和多年的压力冰脊、或冰岛形式存在。在最恶劣的冰区，诸如阿拉 斯加的Beaufort海、Chukchi海以及Norton海湾，由冰产生的荷载已成为设计海洋平台时必须考虑的重要因素。在气候温和的区域，诸如南白令海和库克湾，设计海洋平台的主要因素是地震或波浪，但冰对平台设计和建造的影响将仍然需考虑。

冰力学的研究正在由一些独立的公司和联合工业集团进行，以建立寒冷和亚寒冷海区的设计。总冰 力随平台的尺寸和形状、平台的位置、冰破坏的形式和单位冰强度等因素而变化。单位冰强度取决于冰的 特征、温度、含盐量、荷载作用速度和冰的组成。设计使用的冰力应与有资格的专家协商确定。

API RP 2N概述了在寒冷和亚寒冷海域工程结构的设计和建造应强调的条件。

1.3.7 地质活动过程

1.3.7a 概述

一般在许多海区，在与固定平台设计有关的时间周期内将发生伴随着接近地表沉积物运动的地质活 动过程。应由现场调查和可靠的模拟分析，评价可能的海底运动的性质、幅值和重现期，以对结构和基础 的综合影响的确定提供输入数据。由于确定这些过程相应的不确定性，因而在确定设计标准时，参数研究方法可能是有用的。

1.3.7b 地震

对于有地震活动的区域的平台设计，应考虑地震力。考虑为地震活动区域，是根据以前的地震活动记录，出现频率和幅值而确定的。为海洋平台设计，一个区域的地震活动性是按对这些结构可能的损坏程度而分级。图C2.3.6-1中详细给出了美国近海的地震危险区域。一个区域的地震活动也可以根据详细的调查研究确定。

关于地震的考虑应包括对以下方面的调查研究:平台现场地表以下土壤由于液化而产生的不稳定性; 地震活动造成的海底滑移;场地到断层的距离;平台寿命期间预计的地面运动的特性以及预计的作业形式 可能接受的地震风险。对可能遭受海啸作用的浅水平台应研究所导致的力的影响。

1.3.7c断层

在某些海区，具有引起垂直或水平运动势能的断层平面可能延伸到海底。断层运动可能由于地震活 动、深层液体的移动、或与大面积的沉降或冲刷有关的长期蠕动而发生。如果可能，应避免靠近横穿海底 的断层面安置设施。若环境情况的限制必须靠近可能的活动源设置结构，则应根据平台设计中使用的地 质研究资料来评价可能的运动的量级和时间范围。

1.3.7d海底不稳定性

海底运动可能由于波压力、地震、土自重或这些因素的组合对土体作用的荷载而运动。在海底波浪压 力显著区域，固结中的软沉积土对波浪引起的运动是最敏感的，并可能在极小的倾斜角下就不稳定。地震 产生的力可能引起海底斜坡的破坏，而在现有的自重和波浪条件下,却是稳定的。

在迅速沉降的区域，例如快速成长的三角洲，低的土壤强度，土壤自重和波浪产生的压力，将成为沉积土连续移向下坡的地质过程的控制因素。在这些条件下重要的平台设计应考虑的因素包括在遭受强的波 浪压力区域中的沉积土大范围移动的影响，不直接受波浪——海底相互作用影响的区域中的向下坡方向蠕变移动，和沉积土的冲刷或沉降对平台操作的影响。

在可能是不稳定区域的场地,调查范围应侧重在对周围准稳定的地质形态的辨认和模拟评价海底动所要求的土壤工程性质的确定方面。

可以根据土壤工程性质，使用将土壤运动视为泥面以下深度变化函数的分析评价方法，来确定预计作 用在平台构件上的力。使用历史等深资料的地质研究对于定量确定设施在设计使用期间是可能有用的。

1.3.7e冲刷

冲刷是流和波浪作用引起海底土的移动。这样的冲刷可能是一种自然的地质现象，也可能是由于结构构件干扰了接近海底的自然流场而引起的。

根据观察，冲刷一般由下述几种类型组合而成：

lsquo;局部冲刷桩和桩群这样的结构周围形成的陡坡冲刷槽，一般可在水槽模型中见到。

整体冲刷由于结构整体影响、结构群之间的相互影响或者是波浪/土 /结构间的相互作

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