论文研究工作是基于浮体静力学、波浪理论、结构有限元分析方法,研究了自升式海洋钻探平台设计方法、设计开发了一种用于近海和沿岸工程勘探的新型、多功能、高效作业平台,为近海和沿岸能源开发、地质勘探、地基基础工程提供了专业工程装备。论文研究内容是自升式钻探平台开发设计研究,它综合考虑了360度风浪流载荷作用,探索开发了新型海洋工程装备、突破设计主要技术,为可移动的自升式钻探平台结构优化提供科学依据。论文主要研究内容如下:(1)查阅了自升式海洋平台装备开发研究进展,梳理了相关设计与建造技术的主要问题,将可移动的自升式海洋平台的主要尺度要素与总体布置设计、漂浮拖航稳性、设计工况及载荷、平台结构强度分析等方面作为主要技术进行研究,构建了适用于近海与沿岸使用的自升式海洋平台装备开发的设计软件平台系统。(2)根据设计需求和海洋平台设计规范,确定了自升式海洋钻探平台的主要尺度,对平台的整体布局和空间划分进行了规划设计,给出了桩腿及固桩区、悬臂梁、吊机基座等主要结构布局,确定平台总体布置形式及总布置图,为后续的设计开发及主要技术研究提供基础。(3)基于五阶斯托克斯波浪理论,编程计算了平台桩腿波浪载荷,使波浪载荷分析更加精确;依据设计规范进行各工况下的风和海流载荷计算;在舱容计算及空间布置基础上,计算迁航及站立工况的重量与重心,提高平台的可变载荷。各工况的载荷计算和归类整理,为后续平台稳性校核和结构强度分析提供计算输入和边界条件。(4)针对移动、自升式平台特点,考虑了自由纵倾状态的大倾角横稳性计算、破舱稳性计算和极限重心高度曲线计算,使计算模型比固定纵倾的传统计算模型更加符合实际浮态,提高了平台拖航稳性计算精度和拖航安全性。考虑360度风浪流载荷作用,计算了最危险载荷作用方向下的站立稳性,更加全面分析了平台的站立稳定性及安全性。(5)考虑到桩腿、固桩区和吊机基座结构是自升式平台的主要结构,在载荷计算的基础上,对平台结构进行整体结构有限元建模,计算网格划分,以及受力加载分析,分析了平台结构的整体强度和局部强度,在满足规范设计约束条件下,为平台结构基本设计提供计算分析依据,使得平台设计更加合理、安全。