中华人民共和国国家标准
GB/T 37351-2019
自升式钻井平台桩靴结构设计指南
Design guidelines for spudcan structure of self-elevating drilling units
中国国家标准化管理委员会 国家市场监督管理总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.本标准由全国海洋船标准化技术委员会（SAC/TC12）提出并归口本标准起草单位：大连船舶重工集团有限公司.本标准主要起草人：伞立忠、孟昭闯、杨述闯、张萍、叶柳.
自升式钻井平台桩靴结构设计指南
1范围
本标准规定了自升式钻井平台（以下简称“平台”）桩靴结构设计依据、型式的确定、设计方法和设计校核. 本标准适用于自升式钻井平台桩靴的结构设计.其他类型自升式平台的桩靴结构设计可参照使用.
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件.
GB/T37331自升式钻井平台结构材料设计细则GB/T37335自升式钻井平台结构全焊透区域设计指南 GB/T37347自升式钻井平台节点结构
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
与自升式钻井平台单个桩腿底部相连的独立水密结构.
4设计依据
设计依据的图样和技术文件包括：
a）合同技术规格书：b）人级船级社规范： c)总布置图；d）目标作业海域海床土壤承载能力：e）桩靴强度计算结果.
5桩靴型式的确定
5.1桩靴型式
桩靴的平面形状有圆形、多边形等；几何形状有圆锥形、旋转双面曲型等.
5.2桩靴顶部坡角的确定
为方便拔桩，桩靴顶部应设计成具有一定坡角的斜面.桩靴顶部坡角（即桩靴顶部主斜面与水平面
所夹锐角）一般取25~30°.一般桩靴的上拔力随着顶部坡角的增大而减小.
5.3桩靴底部坡角的确定
为降低在浅桩靴插入情况下（在沙土或非常硬的黏土中）平台结构滑移的风险，桩靴底部应设计成具有一定坡角的斜面或锥形.底部坡角（即桩靴底部主斜面与水平面所夹锐角）一般取10°~15°.
5.4桩靴几何尺寸的确定
5.4.1桩靴的等效直径
桩靴的等效直径一般为10m~22m.
对于较大的平台，桩靴的等效直径有变大的趋势，大直径桩靴可以转移对硬质土壤的高反作用力，并将结构安装在中间的土壤中，等效直径的计算见式（1）：
式中：
R-等效直径，单位为米（m）；
A-桩靴的面积，单位为平方米（m²）.
5.4.2桩靴的承载面积
桩靴的承载面积为桩靴与海床的接触面积.
平台在油田安全作业的前提是桩靴最大对地比压小于海床地基的最大承载力，当桩腿传递给桩靴的最大轴向载荷确定后，根据平台所作业区域的海床地基最大承载力的数值，确定桩靴的承载面积.不同人泥深度下桩靴的承载面积如图1所示.
图1不同入泥深度桩靴的承载面积
6设计方法
6.1一般要求
6.1.1设计模式
桩靴结构设计模式有漂浮状态和站立状态两种模式.
6.1.2结构节点的选取
在满足强度要求的前提下，桩靴的结构节点按GB/T37347选取.
6.1.3材料选择
桩靴结构材料按GB/T37331的要求选择.
6.2桩靴主要构件结构型式布置
6.2.1桩靴主要应力的传递
桩靴主要应力的传递方式包括：
a）底板传递至加强筋； b）加强筋传递至肋板或桁材；c）助板或桁材传递至舱壁：d）舱壁传递至桩腿弦杆及拉筋.
6.2.2布置依据
依据桩靴的型式及应力的传递方式布置构件，构件布置典型示例如图2、图3所示.加强筋主要有环状布置（图2）和放射状布置（见图3）两种方式，其布置特点见表1.
表1环形和放射状结构布置特点
主要构件 主要结构布置特点环状布置方式 故射状布置方式加强筋 环状分布 放射状分布助板或桁材 作为加强筋的支撑，一般呈故射状分布 作为加强筋的支撑，一般呈环状分布支撑舱壁 作为主要受力构件，一般与桩艇弦杆相连接，呈放射状分布
图2多边形桩靴布置示例图
