海洋石油结构模块拖拉装船和海上安装

导管架固定平台模式是我国传统的海上油气田开发结构形式,海洋平台的建造与安装技术越来越引起业内的重视,文章以海洋结构模块的拖拉装船和海上安装为对象,描述了整个海洋结构模块(导管架、平台、钻机、生活楼等)在陆地建造及海上安装的过程。     

导管架式一体化风机在冰载荷作用下的耦合响应研究

海上风电是世界上发展最快的可再生能源之一.寒区蕴藏着丰富的风能资源,设计和建造用于结冰海域的风电结构的关键要求是其应具备一定的抗冰性能.本文研究了全耦合导管架式海上风力发电机在冰载荷作用下的结构动态响应;在数值仿真软件FAST中建立了一体化风机数值模型,该模型包含其空气动力属性、水动力属性、机械属性和结构弹性属性;研究了导管架风机基础的直立桩腿和加装了抗冰锥体后的桩腿的抗冰性能差异;并计算分析了不同冰厚和冰速对于风机动态响应的影响.结果表明:海冰厚度越大,导管架底座的结构响应和振荡幅度越大;海冰速度越大,其结构响应和振荡频率越快;导管架桩腿在安装抗冰锥体后的结构响应和振荡幅度明显降低.本文还计算分析得到了抗冰性能最佳的锥体角度.     

深水导管架桩腿制造误差与抗屈曲特性研究

文章通过典型算例详细阐述了具有制造误差的深水导管架桩腿屈曲分析方法,将线性扰动加载的特征值届曲预测算法和描述几何非线性屈曲过程的改进的Riks算法应用于导管架桩腿的详细设计校核,对比研究了模态扰动模拟制造误差和直接模拟制造误差模型的分析结果,并对典型桩腿结构在静水外压下的弹塑性屈曲响应特性进行了研究.分析结果表明,随着制造误差的增加,导管架桩腿抗静外压的临界屈曲载荷在下降,而且制造误差大的桩腿的极限承载能力较低.     

深水导管架上部模块浮托安装过程疲劳分析

深水导管架在海上浮托施工设计中存在高撞击力,撞击力幅值过大会使某些关键杆件产生超应力,导致局部节点产生低周疲劳,给导管架的使用寿命带来不利影响。对此,介绍深水导管架浮托法安装过程中的疲劳损伤计算方法,涉及边界条件的处理和拖船、上部模块及导管架之间载荷传递的模拟,结构响应计算,节点疲劳估算等。应用不同的S-N曲线,分别考虑高周和低周疲劳,计算某导管架上部模块在安装组对阶段其桩腿与上部模块对接位置的疲劳损伤。对计算结果显示的薄弱位置进行加强,从而为浮托安装作业提供技术指导和安全保障。     

浅水裙桩导管架的安装工艺

文章以蓬莱19-3单点导管架的海上安装工艺为例介绍了渤海裙桩导管架的海上安装过程,提出了使用“钢桩脚鞋”起长重桩,用脚手架管做插桩导向引导插桩,用送桩辅助打裙桩,用圆管观测打桩刻度等一系列实践性极强的安装方法,对于今后在渤海湾或其它浅水区域安装类似的导管架有借鉴意义.     

导管架海洋平台整体结构海冰载荷环境下响应分析

以当前广泛应用的海洋导管架平台为研究对象,针对导管架海洋平台冰区服役环境中,海冰载荷作用下结构响应问题,采用理论公式对导管架所受的环境载荷进行计算分析,并通过ABAQUS有限元分析软件对导管架平台进行整体建模,分析其在环境载荷作用下的整体位移响应,并对不同海流速度下桩腿的位移响应进行分析,探索不同桩基入泥深度变形的敏感性因素。结果表明,正常环境载荷下,平台下甲板部位产生0.75 m作用的位移;桩腿位移变化对海流速度较为敏感,某些极端情况下,桩腿上部位移可达5 m左右;变形敏感性因素分析表明,桩身的变形和受力特征存在差异,随着桩基入泥深度的减少,桩身变形会较明显的影响泥面位移和总位移,并导致其桩基中下部及桩底岩土体的塑性区分布范围增加,桩基入泥深度超过一定范围时桩基变形趋近稳定,且计算荷载施加后不会明显影响桩基中下部的应力和塑性区分布特征。     

海上风机导管架基础钢管桩稳桩平台结构强度分析

海上风机导管架基础钢管桩沉桩施工通常需要专门的稳桩平台辅助进行。结合作业工艺要求、海洋环境条件和相关规范,对钢管桩稳桩平台进行结构设计。采用SESAM软件和ANSYS Workbench软件分别对稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度进行计算分析,并根据规范对计算结果进行评估。结果表明,稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度均满足规范要求。该计算分析方法同样适用于海上升压站导管架基础、海上单桩基础稳桩平台或其他类似导管架结构的强度评估。     

某深水油气田单腿导管架施工分析

针对目标海域环境条件,结合某深水油气田依托岛礁开发模式,以大型有限元软件SACS为平台建立了单腿导管架三维计算模型,基于API RP 2A规范进行了整体吊装和海上拖航分析,同时结合国内技术现状,给出了可用于单腿导管架的海上施工船舶。     

导管架下水驳船的“浮托法”安装改造研究

导管架下水驳船是实施大型深水导管架下水的必要装备。“浮托法”安装模式是大型平台组块海上安装的发展趋势。对“海洋石油229”号导管架下水驳船“浮托法”安装改造前、后的总体性能进行了对比分析。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

基于测姿GPS及电子罗盘组合的姿态估计算法

针对低成本姿态测量应用需求,研究了由测姿GPS与电子罗盘组合的姿态估计算法。以捷联姿态误差模型为基础,利用等效倾角误差表示姿态误差,引入角速率误差作为状态参量,通过四元数微分方程推导等效倾角误差传递模型。从GPS双差载波相位测量方程和电子罗盘地磁矢量方程出发,从观测量的物理意义出发推导了等效倾角误差为状态参量的非线性观测方程。采用扩展卡尔曼滤波对姿态参数进行状态估计。车载实验表明该算法能够有效地提高姿态测量精度和系统的鲁棒性,具有较好的实用性。     

基于相位差变化率的机载无源定位研究

单站无源定位的核心难点是如何实现无源测距问题。利用目标角度和角度变化率信息对观测站和目标间的距离进行解算,通过定位误差的几何分布（GDOP）对单次定位的距离测量精度进行了仿真分析。由于观测器在运动过程中对固定辐射源目标进行无源测距的精度不高,用卡尔曼滤波对多次定位进行了滤波处理。通过单次和多次定位精度的仿真验证了该方法是一种高精度的定位方法。     

一种双体船片体龙骨线测量数据的处理方法

文章针对小型双体船,提出一种片体龙骨线测量数据的处理方法。在基于等精度测量的基础上,利用线性最小二乘法和测量误差处理原则,通过对任意2次龙骨线数据相对差的直线拟合,得到片体龙骨线相对变形量、相对平移和相对扭曲角度。该方法可用于船舶完工阶段和修理过程船体龙骨线测量数据的处理。     

导管架立片测量技术

随着海洋石油开采力度的加强，每年新建的海上石油平台日趋增多。由于建造任务的增多，故须不断改进建造控制测量方法，以便提高测量效率。阐述了海油工程传统的立片位移测量技术，通过与其比较介绍了一种新的海油工程导管架立片测量技术及其优缺点。     

海上测风塔垂度测量及误差分析

一般的观测方法难以实现对海上测风塔整体垂度的测量。文章根据实际观测经验,给出了一套较为完善的观测方法,实现了仰视全方位观测,利用误差理论控制误差传播,减少了误差积累,削弱了测距误差的影响,大大提高了观测精度和作业速度。同时对测量误差进行了分析论述。     

无验潮测深系统精度分析

三亚防波堤施工中采用无验潮测深系统对施工质量进行过程控制。根据其原理和特点,通过对仪器的系统误差、无波浪影响下测深系统的误差和在波浪影响下测深系统的误差的精度比对,测量精度满足规范要求。与传统测量模式相比,测量精度更高。     

驳船载导管架拖航及下水工况中的结构强度分析

根据相关规范,应用ANSYS有限元软件对上海船舶研究设计院的导管架拖航/下水驳船的设计方案进行了结构强度的有限元分析.为取得可靠的计算精度,对导管架、滑道和驳船均进行了精确的有限元建模,对该设计方案进行了多工况的应力和变形的计算,给出了有限元模型建立过程中单元的选取、网格剖分以及约束和载荷的处理方法,并对计算结果进行了分析,从而提出了结构改进建议和作业环境要求.本文的研究成果为驳船的设计及结构强度分析提供了参考方法.     

动态后处理技术在长江口水深测量的适用性

长江口水域一直采用传统有验潮和GPS-RTK相结合的水深测量方法,但现有潮位站无法控制整个区域,RTK差分信号受距离限制又无法做到全覆盖,制约了水深测量效率与精度。GPS-PPK技术具有作业范围广、测量速度快、定位精度高等优点,不受无线电传输距离和通信网络环境的限制。通过在不同作业距离下的精度测试,GPS-PPK技术较传统有验潮和GPS-RTK结合的测量方法具有更高的作业效率和整体精度,可应用于长江口地区水深测量。     

长江干线D级GPS控制网的布设和数据处理

长江沿线的控制测量是进行流域规划和港口建设的基础性工作.由于涉及长距离测量和跨河测量,测量精度要求高,因此,常规的三角网、三边网工作量难以完成长江干线大规模的测量任务.GPS技术具有精度高、测量速度快、进行跨带测量简单的特点,通过实际测量工作,探索GPS技术在长江干线D级控制网建设中的应用及测量布设方案和数据处理方法.实践表明,测量结果完全达到国家标准.     

不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性分析

利用中短期验潮资料调和分析获得11个主要分潮的调和常数实现水位推算的方法,已在海洋测绘、疏浚工程测量等领域得到推广。但不进行全部站点的同步验潮测量,仅收集不同期历史验潮数据进行分析,获得的潮汐调和常数难以满足水深测量水位改正的精度要求。提出2种调和常数优化方法,通过增强不同期验潮数据调和常数的相关性,提高水位推算的精度,并以实例验证不同期验潮数据用于余水位差分水位推算的可行性。