平台桩腿齿条焊接裂纹的防止

齿条是自升式钻井平台桩腿结构中最重要的部件之一,它的材质一般为调质高强度热处理钢,尤其是牌号为AISI 8730钢的齿条,含碳量较高,可焊性更差,焊接热影响区硬化性能和焊接裂纹的敏感性都较高,因此防止齿条焊接裂纹的产生是自升式钻井平台桩腿施工中需解决的技术关键之一。     

自升式平台的水下检验

自升式平台是具有活动桩腿能够将其壳体升至海面以上的平台,它一般型宽较大,进坞和进出港都不方便,所以一般以水下检验代替坞内检验.自升式平台一般都是非自航的,对于作业于渤海地区的钻井平台,按其桩腿的不同可以分为两种.一种是齿轮齿条升降的桁架式桩腿,一般在其底部有一桩靴;一种是液压插销升降的圆柱型桩腿,这种桩腿底部有一半球形封底板或沉垫.因为平台主体和海底阀可在平台升起后完成检验,所以水下部分只有部分桩腿,及其同桩靴的连接部分,因此对自升式平台以水下检验代替坞内检验是比较经济的.     

钻井平台桩腿合拢对接工艺装备

我厂为美国贝克(Baker)海洋石油工程公司建造的自升式钻井平台,有4个带齿条的“大脚”型桩腿,由于其尺度较大,材质与结构较特殊,质量要求较高,故施工时需要一些特殊的工艺装备。本文重点介绍桩腿在水上合拢对接用的工艺装备。     

自升式海洋钻井平台桩腿的焊接与精度控制

主要介绍了SUPER-116E自升式海洋钻井平台桩腿和齿条预制及安装工艺,对桩腿和齿条的预制过程、安装方法及安装过程中的注意事项进行了全面总结和分析。     

自升式钻井平台桩腿穿刺修理方案

自升式钻井平台在作业期间经常遭遇意外穿刺事故,导致平台结构受损,造成重大经济损失。而穿刺事故对平台最直接的损伤位置就是桩腿。文章结合船厂成功修理的几艘穿刺平台案例,通过对桩靴、齿条、弦管等结构的修理,总结了受损桩腿修复工艺及方案。     

钻井平台圆柱形桩腿维护装置设计

桩腿是海洋石油钻井平台重要组成部件,它承担着平台所有的载荷,每条桩腿通常承载几千吨的重量。同时,钻井平台的升降需要通过焊接在桩腿的齿条传动来实现。海洋石油钻井平台长期作业在海洋环境气候中,而且受频繁拖航以及身处海水飞溅区的影响,加剧了桩腿腐蚀,影响平台使用寿命。为钻井平台升降平台便利,以及更便利地维护保养桩腿,本文重点研究设计一套桩腿维护装置,来满足平台使用要求。     

自升式平台的结构强度计算

自升式平台在海洋石油开发中被广泛应用,为保障平台在各类海况中正常工作,其结构强度是安全评估的重要依据。以渤海海区的自然环境条件为设计背景,考虑风载荷、流载荷、冰载荷和波浪载荷等环境载荷,以及载荷沿横向、纵向和斜向作用时,对平台的结构强度进行有限元分析,计算平台桩腿和主体结构在不同工况下的应力与变形,表明平台主体和桩腿上最大应力发生在风冰载荷横向作用的工况;在横向外载荷的作用下,桩腿靠近泥面的部分和固桩室附近受到的应力大,应进行局部加强;平台主体部分局部载荷较大的甲板区域也应加强;纵向构件必须满足强度要求才能确保平台承载的最大应力。综合计算结果,为该平台结构的优化设计和安全评估提供参考。     

风电平台桁架式桩腿RPD测量与分析

以某型桁架式桩腿的风电安装平台全程升降试验过程为依托,通过手工测量和电子测量的方式测量全程升降中同一桩腿上不同主弦管齿条升降距离差异值(Rack Phase Difference, RPD)和同一桩腿上不同主弦管齿条升降速度差异值(Rack Phase Velocity, RPV)。在此基础上,分析该平台升降全过程中RPD的变化,得出影响RPD变化的因素,并提出控制方法,为后续同类型平台对RPD进行控制提供参考,提高全程升降的稳定性。     

300ft自升式平台极限工况强度评估

为了评估自升式平台极限工 况下的强度问题,采用有限元分析方法,基于ABS自升式平台结构规范,考虑平台工作载荷、风浪流等环境载荷、P-△效应等,应用谱分析方法确定设计波、设计载荷及设计工况,对平台的桩腿及主体结构进行了强度评估.通过对300 ft自升式平台的有限元分析计算表明:平台整体均满足屈服强度要求,高应力发生在桩腿与平台主体连接处;平台满足整体屈曲稳定性要求,独立构件的局部屈曲发生在桩腿与平台主体连接处.由此,连接部位是平台设计、强度评估需重点关注的.     

自升式钻井平台桩靴裂纹修理分析

自升式钻井平台的桩靴和桩腿大量采用如ASTM A517GR.Q、EQ56等低合金高强度的钢材料制造而成,其焊接质量的好坏直接关系着平台的运行安全。文章分析了ASTM A517GR.Q齿条钢的可焊性,介绍了海洋石油941、海洋石油935桩靴裂纹修理工艺以及施工过程,总结了自升式钻井平台桩靴裂纹修理的难点。     

面向腐蚀环境的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

以某公司300ft自升式海洋平台桩腿为研究对象,根据平台桩腿的工作环境的波高和波浪周期对其疲劳环境工况进行划分,采用Airy波理论和PM双参数谱计算平台桩腿不同工况下所受的波浪力谱,通过ANSYS有限元软件对平台进行三维建模,分析其在波浪力下的应力响应。建立桩腿在环境载荷下的可靠性模型,同时针对当前研究中的不足,考虑到腐蚀对于桩腿可靠性的影响,提出并建立在环境载荷与腐蚀耦合作用下的桩腿时变可靠性模型,根据应力响应分析结果,分析桩腿腐蚀最严重区域构件的时变可靠性变化规律,对比两种模型下的桩腿结构可靠性,确定腐蚀因素对桩腿时变可靠性的影响。根据可靠性分析结果,结合自升式海洋平台桩腿的工作环境和服役周期,为平台桩腿的维护与保养提供一定参考。     

高强度桩腿齿条厚板切割数值仿真研究

建立了适用于高强度海洋平台桩腿齿条厚板氧乙炔切割的预热热源与燃烧热源叠加的新型复合热源模型。确定了热源模型中各类参数,应用Jmatpro计算NV E690的热物理性能参数,并根据金属学的知识,对计算结果进行修正。利用大型弹塑性有限元分析软件 ANSYS 数值模拟桩腿齿条厚板的切割过程,并与实际加工实测数据对比,验证了材料的热物理性能及热源模型的可靠性。     

自升式移动平台圆柱型桩腿建造检验要点

桩腿是自升式移动平台的关键结构,一方面需要承受平台主体及甲板货物重力以及受风波影响时产生的弯矩、冲击,还需要承受各种波浪和流载荷;另一方面桩腿自身尺寸及安装精度直接决定平台能否顺利升降。根据以上技术指标以及相关规范、指南的要求,以某多功能海上自升平台建造检验过程为例,阐述该平台桩腿制造检验控制要点,通过焊接工艺选择、制造精度控制,并结合无损检测等措施较好地控制了桩腿的焊接变形、整体尺寸精度,保证其满足各项指标要求,对其他平台桩腿制造提供了工程和理论依据。     

自升式平台桩腿海上对接过程中的碰撞问题

基于非线性有限元理论,研究自升式平台桩腿吊装过程中浮吊船与平台的碰撞问题以及桩腿移动就位时与平台上层建筑的碰撞问题,分析撞击过程中平台的变形、应力变化及结构失效等情况,计算出使平台不同区域发生破坏的临界碰撞速度,给出浮吊船在就位过程中的安装制动距离以及移动过程中与上层建筑间的安全距离和移动速度限制,为桩腿海上吊装作业方案设计提供参考。     

Q690E高强钢窄间隙MAG立焊工艺

针对海洋平台桩腿齿条板传统焊接质量稳定性差和生产效率低的现状,提出双面窄间隙MAG立焊新工艺。对双面窄间隙MAG立焊工艺过程进行说明,并与手工电弧焊工艺进行比较,最后进行双面窄间隙MAG立焊焊接试验。试验过程中针对试板双面焊接采用双机器人异步焊接方法保证焊接质量提升焊接效率。依据工艺评定规范AWS D1.1 2010,对焊接接头开展的工艺评定试验,评定结果表明双面窄间隙MAG立焊工艺满足规范要求,推进了双面窄间隙MAG立焊工艺应用于桩腿齿条板焊接的进程。     

基于Ansys的升降系统锁紧装置齿形设计

分析升降系统爬升齿轮与桩腿齿条的啮合原理,解释自升式平台实际应用过程中出现的齿条磨损问题,为升降系统锁紧装置锁紧块齿形设计提供依据。针对齿条磨损特点设计锁紧块齿形,并分析锁紧块齿形强度影响因子。该齿形既避开齿条齿面磨损区域,又能与磨损较少的齿面接触,保证载荷有效传递。     

海上自升式移动平台桩腿局部更换实例

桩腿承载着自升式平台的自重和作业载荷,是平台最重要的承载结构.据作业经验,桩腿损伤多发生在插拔桩作业过程中,尤以桩腿桩靴连接处最为突出.本文提及自升式平台是由美国ETA/Robinloh公司设计,日本日立船厂建造的罗布雷-300型非自航自升式钻井平台.该平台采用桁架式三桩腿结构,桩腿全长417.4ft,船体以下有效长度...     

一种自升式平台桩腿与固桩围阱间的减摩装置

文章以某自升式圆柱形桩腿平台为研究目标。在平台升降过程中,桩腿与固桩围阱之间相对运动会接触产生滑动摩擦,不仅会损伤桩腿外表涂层和表层结构,还会引起船体振动,影响平台电气系统的工作稳定性。针对此问题,仔细分析了现有桩腿与固桩围阱之间的相对运动及结构特点,研制出一种新型结构装置,改变桩腿与固桩围阱之间的摩擦型式。并进行实验及应用可行性论证,得出新型结构装置应用可大幅降低桩腿与固桩围阱之间摩擦损害的结论。     

自升式平台桩腿的局部开孔分析

某自升式平台为安装冲桩管线需要在桩腿上开孔,因开孔位置无法避开桩腿高应力区,故需对开孔部位进行局部强度和屈曲分析.本文应用MSC/NASTRAN和ABAQUS有限元分析软件,对单根桩腿建立了详细的有限元模型,除圆柱形桩腿的外壳以外,还包括了内部纵桁、水平撑杆、桩靴细部结构以及开孔周围的加强结构等.边界条件的选取主要是基于平台整体分析得到的结果,考虑到平台主体和桩腿之间的约束变形情况,进行了适当的简化模拟.载荷考虑了自重、静水压力以及作业和自存工况下的风、浪、流载荷.为校核桩腿在整个服役期内是否满足要求,本文所建模型扣除了3mm的腐蚀余量.分析结果表明:桩腿开孔周围结构虽处于较高的应力水平,但仍在许用应力范围之内,并且桩腿的屈曲强度满足要求.     

海洋平台筒式桩腿结构的焊接变形预测和消除

针对海洋生活平台桩腿的齿条与筒体焊接变形问题,基于迭代子结构法(ISM)和多核并行计算技术的高效热-弹-塑性有限元计算代码,依据结构对称性的特点,建立实际齿条与筒体焊接结构的1/4有限元模型,预测的焊接变形和测量结果趋势一致,数值基本吻合。为了提高建造精度,采用在筒体内表面进行堆焊的工艺措施,产生反变形,抵消齿条与筒体焊接产生的变形,焊接变形量可减70%。