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。     

海上风电安装平台新型可调桩靴设计及有限元分析

针对具有高稳定性、高起吊能力的未来超大型海上风电安装平台采用传统方形结构桩靴支撑桩腿面临的站立稳定性不足的问题,设计一种插桩深度可调的新型三支架型结构桩靴。与传统方形结构桩靴支撑桩腿相比,新型可调桩靴支撑的桩腿在不同入泥深度条件下的最大位移都较低且具有更高的屈曲临界载荷。新型可调桩靴结构提高了桩腿的站立稳定性,进而可以提高海上风电安装平台的稳定性。     

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。     

自升式起重平台站立工况总体特性研究

采用有限元计算方法针对起吊能力800t的自升式起重平台站立状态在设计环境载荷作用下的桩腿强度、桩靴支反力、锁紧装置承载力、抗倾稳性及风、浪、流载荷影响因子等内容进行了分析研究,结果表明环境载荷作用方向90°时,桩腿UC值(实际应力与许用应力之比值)最大,对平台桩腿结构最为不利;风、浪载荷对桩腿UC值影响颇大,正确计算风、波浪载荷对平台结构安全评估有重要意义。     

风暴条件下自升式平台桩腿强度对节距敏感性分析研究

文章以自升式平台桁架式桩腿优化设计技术研究为目标,完成风暴条件下桩腿强度对节距敏感性分析。通过风洞试验技术获取风载荷数据;基于STOKES五阶波理论和MORISON方程,采用DNV开发的SESAM软件WAJAC模块分析获取波流载荷数据;通过特征值分析得到平台自振周期和一阶偏移值,进而获取计及DAF效应的惯性载荷和P-△效应的二次惯性矩。基于上述载荷计算结果,重点对不同节距的桩腿结构进行强度校核,给出目标平台桩腿节距优选值,形成桩腿强度对节距敏感性分析技术,为平台核心部件的自主设计提供技术参考。     

自升式风车安装船桩靴强度评估

简要介绍近海风车安装船的功能和特点。选取风车安装船自存、作业、预压载等典型设计工况,结合装载工况、入泥深度、桩腿基础处的边界条件等因素,参考挪威船级社规范的推荐方法,应用SESAM软件建立有限元模型对桩靴结构强度进行评估。     

基于ANSYS的自升式海洋平台桩腿风暴自存工况动态响应研究

桩腿是支撑海洋钻井平台的关键构件之一,它的设计优劣直接关系到整个钻井平台的使用寿命。本课题主要对桁架式桩腿进行强度分析,在已经具有JU200自升式钻井平台的相关技术参数下,查阅相关资料,并基于Airy波和Stokes波理论确定了在风暴自存下的自升式海洋平台桩腿的风浪载荷的耦合载荷。根据桩腿的工况进行环境载荷的计算,确定和简化有限元模型的不同的边界条件,使用了ANSYS有限元分析软件及其参数化设计语言APDL对桩腿进行仿真。探讨研究自升式海洋平台桩腿工作环境载荷模拟的有效性与适用性以及自升式海洋平台桩腿结构响应模型的有效性,这对于安全评估、设计桁架式桩腿提供了一个有效的方法和工具。     

自升式平台圆柱桩腿与桩靴相交处的简化疲劳分析

研究了自升式平台圆柱桩腿与桩靴相交处结构的简化疲劳分析方法。首先建立平台整体水动力模型,计算得到基于一定概率下的波浪载荷。然后建立部分圆柱桩腿和整个桩靴的有限元模型,依据该概率下的波浪载荷计算得到桩腿与桩靴连接结构的最大热点应力范围。最后根据简化方法公式计算了此处结构在该概率下对应的许用应力范围并进行校核。该方法可为同类型结构的简化疲劳评估提供重要的参考意义。     

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。     

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.     

蠕动爬行攻泥机构转向工作特性的有限元分析

针对用于沉船打捞的水下攻泥机器人蠕动爬行攻泥机构的结构与工作机理，建立了适当的有限元计算模型，进而通过弹塑性有限元计算，模拟了攻泥机构处于土中不同深度的工作情况，建立了攻泥机构前进位移V和转向角θ之间关系的通用公式。通过它可以实现对攻泥机构前进路线的规划与自动控制。     

不同状腿结构的自升式平台对比分析(英文)

The jack-up unit is one of the best drilling platforms in offshore oil fields with water depth shallower than 150 meters.As the most pivotal component of the jack-up unit,the leg system can directly affect the global performance of a jack-up unit.Investigation shows that there are three kinds of leg structure forms in the world now:the reverse K,X,and mixing types.In order to clarify the advantage and defects of each one,as well as their effect on the global performance of the jack-up unit,this paper commenced to study performance targets of a deepwater jack-up unit with different leg systems(X type,reverse K type,and mixing type).In this paper a typical leg scantling dimension and identical external loads were selected,detailed finite element snalysis(FEA) models were built to simulate the jack-up unit’s structural behavior,and the multi-point constraint(MPC) element together with the spring element was used to deal with the boundary condition.Finally,the above problems were solved by comparative analysis of their main performance targets(including ultimate static strength,dynamic response,and weight).     

斜腿刚构桥的设计优化

结合斜腿刚构桥工程实例,建立不同跨径布置、不同斜腿倾角、不同斜腿长度的斜腿刚构桥有限元模型,从内力水平指标上对控制截面的受力情况进行了结构分析,从而得出斜腿刚构桥的优化方法。     

自升式钻井平台围井区结构设计

围井区结构是自升式钻井平台最重要的关键部分,在满足规范前提下进行围井区结构的优化设计。以某平台围井区结构设计为例,以提高结构强度为主要目标,同时兼顾建造的工艺及节点的优化设计,从材料选择、结构设计等方面进行论述。最终经有限元计算,分析结果表明:各工况下围井区结构强度均满足规范要求。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

洋山深水港区进港外航道适航浮泥重度的确定

通过对适航浮泥重度确定原理的理解,采用测定浮泥重度和黏度的方法,对洋山深水港区进港外航道多点底质取样进行测试和分析,得出该航道适航水深临界浮泥重度值取11.66 kN/m3较为适宜的结论,为指导洋山港区适航水深资源利用、通航船舶的安全性和企业的经济效益提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

船底主要支撑构件焊缝研究

参照钢结构中角焊缝设计方法,得出主要支撑构件角焊缝强度校核准则。通过有限元法与计算模型法求出一艘单壳散货船船底主要支撑构件焊缝的应力。计算结果表明,CSR-BC规范中此处焊接系数的设置满足强度要求,且两种算法计算出的焊缝应力数值相近;对验证现行CSR-BC规范焊脚高度的安全性以及优化焊接系数规格表具有一定参考价值。     

自升式钻井平台轮机特殊系统简介

自升式钻井平台是海上油气钻井钻探的主要装备,有可移动性好、用钢量少、造价相对低等特点。从泥浆简介、泥浆系统简介和系统原理方面简要介绍了自升式钻井平台上的泥浆系统,又分别从系统主旨、系统原理和系统特点方面简要介绍了冲桩系统。以泥浆系统和冲桩系统作为典型,表现了自升式钻井平台轮机特殊系统相对于普通船舶上的常规轮机系统的不同之处,明确指出了系统所服务的特殊对象,突出海工装备上轮机系统的特点。     

新型自升沉垫式平台沉垫吸附力消除系统

沉垫式自升平台与普通插桩式平台相比,有着下陷深度浅、不用插拔桩等优势,但随之而来的问题是由于沉垫与海床接触面积过大,在回收沉垫时需要克服的吸附力也明显增加。为此,介绍一种新型的消除沉垫吸附力的设计方案。该新型的沉垫吸附力消除系统减少传统冲桩的布局,减少船员现场操作,且因沉垫和床腿非钢性固定,提出泵布置在沉垫上部,为今后消除沉垫吸附力的设计提供借鉴。     

浮泥发育时双频回声测深误差及其对适航水深监测的影响

基于Odem Echotrac MKIII双频测深仪现场测深记录和同步Stema Densitune音叉密度计现场测量结果探讨了浮泥发育时双频回声测深误差及其对适航水深监测的影响。结果表明:1)初始发育阶段非典型浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深有可能包含少部分上层浮泥层厚度,而低频数字化水深则可代表硬底床位置,高低频水深差明显小于浮泥层厚度;2)发育阶段典型浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深代表浮泥上层位置,而低频数字化水深则可能未到达硬底床位置,高低频水深差≤浮泥层厚度;3)固结消亡阶段浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深代表浮泥上层位置,而低频数字化水深则位于靠近浮泥层上边界的密度梯度突变位置,高低频水深差明显小于浮泥层厚度;4)在浮泥固结消亡阶段以及少部分充分发育阶段,简单地采用双频回声测深仪测深结果来快速确定航道适航水深会造成实际适航水深利用程度下降。