基于ABAQUS的深水立管强度分析

应用大型有限元软件ABAQUS对TLP平台的相关立管TTR进行强度分析,应用波浪理论时分别选用线性波(Airy波)和非线性波(五阶Stokes波),校核标准选用了API RP 2RD,以最大使用系数的形式直观分析计算结论,给出TTR立管强度分析的推荐做法.     

基于张力腿平台的顶张紧式立管碰撞分析

基于张力腿平台(TLP)的顶张紧式立管(TTR),在平台运动、波浪及海流的联合作用下,相邻的立管可能发生碰撞并对其承载能力造成影响,有必要深入研究TTR在恶劣海况下的碰撞行为。采用有限元软件对两根生产立管进行数值模拟,设置两管碰撞前弯曲及后续动态碰撞两个分析过程来模拟TTR的碰撞行为;采用碰撞参与长度公式确定了TTR碰撞的接触区域。研究重点分析了立管碰撞前弯曲变形对碰撞结果的影响,为深水刚性立管局部碰撞行为的研究提供了方法。     

基于顶部张紧式立管动力分析的关键参数研究

文中提出了一种适用于工作于南中国海张力腿平台(TLP)的顶张紧式立管(TTR),并利用有限元软件ABAQUS/AQUA对该立管进行了模拟分析,计算用以预测立管波浪飞溅区和立管下部区域在波浪以及平台联合作用下的影响。计算时采取时域计算方法,计算过程中考虑了几何非线性的影响。并在计算完成TTR在位动力分析的基础之上,做了一定量的参数敏感性分析,重点考察立管侧向位移,弯矩以及等效应力水平对TTR一些重要参数的敏感性。结果表明,计算顶张力TTR动力分析时,必须考虑平台侧向位移跟轴向位移的耦合作用,立管响应受其顶部TLP平台以及张力比TTF的影响较大。随着立管顶部张力比TTF的增加,立管的变形逐渐变小,但顶部张力的增加同时增加了立管内部的等效应力,立管设计时应充分考虑到这两者之间的"平衡"关系。     

张力腿平台结构总体强度分析研究

本文介绍了张力腿平台总体强度分析的主要方法,使用Sesam软件对传统张力腿平台的整体结构进行有限元模拟,并通过在位工况一年一遇及百年一遇环境条件下的总体强度分析,确定TLP主结构及关键部位的应力水平和强度要求,从而建立了TLP总体强度分析的方法.     

南海海域张力腿平台总体和局部结构强度分析

参考国际海洋工程行业中TLP平台总体结构强度和局部结构强度分析的经验和工程做法,以某TLP为例完成总体结构和局部结构强度分析,验证该平台结构强度满足规范要求,但平台结构设计尚有一定优化空间。     

顶部张紧式立管强度设计分析

顶部张紧式立管(TTR)是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500m水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,提出新的管中管结构的等效方法。通过分析立管结构的受力控制方程,得到立管受力分析的主要影响参数,按照轴向刚度、抗弯刚度、立管湿重和液体湿重等效原则,实现立管力学性质的等效。使用Orca Flex软件非线性时域分析立管遭受的四种典型工况,分别获得张力和弯矩,依据管中管结构外管和内管的刚度在等效模型中占的比例进行分配,根据API规范确定管中管结构外管和内管的应力,得到TTR四种工况下的强度分析结果,认为在半潜平台下,TTR强度满足设计要求。     

顶部张紧式立管干涉分析

顶部张紧式立管（TTR）是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500米水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,使用ORCAFLEX软件建立TTR的干涉分析非线性时域分析模型,基于Huse尾流模型,分析了浪流方向为0°,45°,90°,135°和180°的100年一遇环境载荷下的立管间距。结果表明,浪流方向为0°时立管最小间距小于TTR最大外径之和,发生干涉,其他方向不发生干涉。TTR为阵列式设计的立管群,应当从多方面因素考虑以避免干涉发生的危险,合理安排立管间距、调整TTF等措施可以有效减小干涉发生的可能。     

典型深水顶部张紧立管的设计方法

顶部张紧立管(TTR)是用于连接运动的浮式生产设施和海床上的海底系统的管道,顶部张紧立管可用于钻井、完井及生产.本文将简单介绍TTR在前期初步设计阶段的设计考虑因素,并以典型深水平台概念设计研究课题中确定的TTR立管设计参数和结构型式为例,简要介绍TTR的强度分析方法,供海底管道设计者参考.     

深水TTR立管管中管结构非线性时域分析

在借鉴国外工程实践经验的基础上,采用多层管模型来模拟管中管结构,进行了顶张紧式立管管中管结构的非线性时域分析.多层管模型与传统的等效组合模型相比,其主要的优点在于:它可以模拟内外管之间的相互作用,而且可以通过改变扶正器的相关参数,对扶正器的大小和位置进行优化设计,以此保证内外管之间不会发生碰撞和摩擦;此外,文章还对张紧力在内外管之间的分配进行了研究,采用的管中管结构模拟技术对TTR立管在位强度分析技术PCYL单元犒管节点刚好发生的发展具有一定的指导意义.     

风浪联合作用下海上TLP浮式风机动态响应分析

为分析风浪联合作用下海上TLP浮式风机动态特性,采用叶素动量理论,建立了考虑平台运动的风荷载计算程序,并用FAST进行验证。通过AQWA二次开发实时调用耦合平台运动的风荷载计算程序进行海上TLP浮式风机全耦合动态响应分析,研究了风、浪作用下TLP浮式风机平台及张力筋腱响应特性。结果表明,平台运动致使风荷载波动幅度增大,风荷载幅值在波频处出现峰值,分析中需考虑平台运动与风速之间的耦合效应;正常工况下风荷载使得TLP浮式风机运动响应幅值在低频处的数量级明显增大,整体分析中需详细计算风荷载的影响。     

在南海环境条件下深水典型TLP的运动响应分析

以南海LW3-1气田为目标,完成了TLP的概念设计.为了验证TLP的运动性能,应用海洋工程专用软件SESAM,对TLP系统进行了时域耦合分析.分析所采用的环境参数为南海百年一遇和一年一遇环境参数.为了获得较为准确的结果,包括TLP、张力腿和立管在内的所有组成部分都进行了模拟.先用WADAM软件,进行频域分析,获得所需要的水动力参数,包括:运动响应幅算子、附加质量、势能阻尼、静回复力以及一阶和二阶激励力等.再用DeepC程序进行时域耦合分析,建立TLP系统模型以及环境模型计算,结果表明该TLP在南海环境条件下具有良好的运动性能,满足设计要求.     

新概念张力腿平台水动力性能分析

张力腿平台对水深具有高度敏感性,随水深变化,垂直面内的运动受到显著影响。对于超深水情况,对张力筋腱的设计提出更高的要求。为了改善这一状况,提出了一种新概念张力腿平台设计方案——Tension Based Tension Leg Platform(TBLP),它可以成倍地增加TLP适用的水深范围。对于已经使用的中等水深下的传统型的TLP,通过增加张力基底,就可以将其使用于更深的海域。针对这一新型TBLP概念,对典型的传统型TLP和TBLP水动力性能进行了初步分析比较,得出TBLP优于常规设计的水动力性能。     

张力腿平台尺度优化设计

提出了一种张力腿平台（ＴＬＰ）的尺度优化模型。以平台造价为目标函数,考虑尺寸约束,运动约束和强度约束,用约束变尺度法求解了尺度优化这个非线性规划问题,为张力腿平台的概念设计提供了一种有效的工具。     

Response-based analysis for Tension Leg Platform

The typical industry practice for Tension Leg Platform (TLP) design focuses on a conventional short-term design recipe, which assumes that an N-year design environment leads to an N-year response. In the response-based design method, the TLP is designed to withstand N-year responses rather than respond to N-year environmental conditions. In this paper, we present an overview and a general procedure for the response-based design method and use a case study to compare the critical TLP responses between the two methods. The results of our comparison show that the conventional short-term design method often contains an element of conservatism and that the response-based design method can reduce the design conditions and thereby achieve cost savings.     

基于响应分析的张力腿平台设计方法（英文）

The typical industry practice for Tension Leg Platform(TLP) design focuses on a conventional short-term design recipe, which assumes that an N-year design environment leads to an N-year response. In the response-based design method, the TLP is designed to withstand N-year responses rather than respond to N-year environmental conditions. In this paper, we present an overview and a general procedure for the response-based design method and use a case study to compare the critical TLP responses between the two methods. The results of our comparison show that the conventional short-term design method often contains an element of conservatism and that the response-based design method can reduce the design conditions and thereby achieve cost savings.     

干式井口半潜式平台技术的发展

随着海上油气生产逐步向深海发展,现有的干式井口支持平台TLP和Spar平台渐渐表现出其局限性,于是提出了将干式井口用于半潜平台的设想。文章介绍了几种新型干式井口半潜平台的设计理念,并指出新型结构设计所面临的新问题,对南海油气开发具有一定的参考意义。     

新建半潜运输船在张力腿平台运输方面的应用研究(英文)

Transportation of tension leg platform(TLP) structures for a long distance has always been associated with the use of a heavy semi-transport vessel.The requirements of this type of vessel are always special,and their availability is limited.To prepare for the future development of South China Sea deepwater projects,the China Offshore Oil Engineering Corporation has recently built a heavy lift transport vessel-Hai Yang Shi You 278.This semi-submersible vessel has a displacement capacity of 50k DWT,and a breath of 42 meters.Understanding the vessel’s applicability and preparing it for use in future deepwater projects are becoming imminent needs.This paper reviews the current critical issues associated with TLP transportation and performs detailed analysis of the designed TLP during load-out and transportation.The newly built COOEC transportation vessel HYSY 278 was applied to dry transport of the TLP structure from the COOEC fabrication yard in Qingdao to an oil field in South China Sea.The entire process included the load-out of the TLP structure from the landsite of the fabrication yard,the offloading and float-on of the platform from the vessel,the dry transport of the TLP over a long distance,and the final offloading of the platform.Both hydrodynamic and structure analysis were performed to evaluate the behavior of the transport vessel and TLP structure.Special attention was paid to critical areas associated with the use of this new vessel,along with any potential limitations.The results demonstrate that HYSY 278 can effectively be used for transporting the structure with proper arrangement and well-prepared operation.The procedure and details were presented on the basis of the study results.Special attention was also given to discussion on future use based on the results from the analysis.     

超深水环境下新概念张力系泊式水中生产平台力学特性研究(第一部分)

文章研究聚焦于一种新概念张力系泊式水中生产平台(STLP),该平台实现了浅水采油设备和技术在超深水环境下的生产作业。STLP位于海面下一定深度处,充分降低了海面灾害性海洋环境要素(巨浪、强流)的影响。文中详细研究了在3 000 m水深环境下STLP的力学特性。其中,该专题的第一部分重点研究刚性立管的力学特性,介绍了STLP的设计原理,给出了STLP的理论模型及数值模拟方法。进一步地,给出了STLP的设计流程与理论。在此基础上,研究并讨论了刚性立管在3 000 m水深环境下的强度、屈曲和疲劳特性。最后,给出了研究结论。特别地,文中研究所得到的结论对于自站式混合立管的工程设计和分析均具有广泛适用性。