FPSO疲劳载荷计算方法研究

FPS0是目前海洋石油开发中经常使用的装置,如何准确的计算出它的使用寿命,对于FPS0的使用和设计至关重要.FPS0既不同于平台也不同于船舶,其疲劳载荷的计算有其特殊性,本文介绍了对于FPSO疲劳载荷的计算方法,实践证明该方法可靠、有效.     

地震断层上海底管线的适应能力研究

地震断裂带作用是埋地管线的主要破坏原因,海底管线的抗断裂带能力分析和计算仍然是工程设计中的一个薄弱环节.本文在充分考虑海底管线埋设环境特点及其在地震断裂带的受力状况下,给出了海底管线的抗断裂带错动适应能力校核公式,并结合一工程实例的计算和分析,说明海底管线的断层适应能量要明显高于陆地管线.最后结合理论分析,给出提高海底管线断裂带上适应能力的工程建议.本文的研究结果对加强海底管线的抗震设计能力,提高对海底管线的抗震适应能力的认识,指导海底管线工程施工都具有重要意义.     

BZ28-1单点系泊导管架的静力强度评估

本文针对BZ28-1单点系泊导管架的结构和载荷特点,采用StruCAD*3D结构分析程序对其进行了结构建模和静力强度计算,并采用适当的许用应力因子对不同工况下导管架的安全性进行了评估.基于结构的对称性,计算中采取了五个典型的波浪入射方向0°,45°,90°,1 35°,180°,每个方向都取最危险的工况,即其他环境载荷与波浪载荷同向.分别针对操作条件、极限风暴条件和极限冰载荷条件,对导管架的杆件和管节点进行了分析计算,给出了各杆件的名义应力比和管节点的冲剪应力比,并对桩的承载力做出了评价.本文对于导管架平台的设计以及在役状况下的安全评估具有一定的参考意义.     

海底管线抗震设计方法研究

现用海底管线的地震应力计算方法存在着计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,研究在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过计算发现在设计地震条件下,管土之间的约束实际上已进入了塑性滑移状态.结合理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力.并用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用.最后通过新的应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行在役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础.     

导管架平台管节点的疲劳分析与寿命估计

本文简单介绍了用于导管架平台管节点疲劳分析的两种方法确定性分析方法和谱分析方法,二者均是基于线性累积损伤理论来估算管节点的疲劳寿命.作为算例,本文采用确定性分析方法对BZ28-1单点导管架进行了详细疲劳分析,其中波浪力和高频系泊力合在一个工况中,而低频系泊力则作为独立的疲劳载荷工况,分别计算二者的损伤并按照线性累积损伤理论进行叠加,最终算得其疲劳寿命.计算中疲劳S-N曲线采用API-X'曲线,波浪理论则采用艾利微幅波理论.选用适当的疲劳寿命安全系数,对关键节点的寿命进行了评估,并对其继续使用提出了建议.     

自升式平台的结构强度分析

自升式钻井平台是指具有活动桩腿,并可将平台主体上升到海面以上一定高度进行作业的平台,它在海洋石油开发中被广泛采用.本文采用Zenscad海工结构分析软件,对一个典型的自升式钻井平台进行了结构静力分析,并分别针对预压载工况、正常作业工况以及极端工况,对平台主体和桩腿的强度进行了校核.荷载主要是考虑了结构自重、功能荷载以及环境荷载.有限元建模主要采用了梁单元和板壳单元,其中梁单元用于模拟桩腿、强横梁、底肋板、纵桁、舱壁垂直和水平扶强材等强力构件,板壳单元用于模拟主甲板、底板、船体外围板以及舱壁板等结构.基于上述分析,结果给出了构件的应力水平、最大节点位移以及桩基支反力.本文对自升式平台的结构设计和在位分析具有一定的参考价值.     

FPSO船体设计载荷研究

对于普通船舶,应用切片理论预报船体运动和波浪载荷,已成为一种成熟的技术.本研究即是在现有的经过认可的波浪载计算程序的基础上,充分考虑FPSO系泊油船的特点,开发其载荷计算程序.首先根据悬链线理论研究了组合锚链系泊系统的力学特性,将系泊系统对船体的垂向恢复力作用以刚度系数的确形式表达.在对系泊油船的静力特性进行分析时,将锚泊系统作为一集中重量处理.在建立船舶运动方程时,除了采用切片理论的常规处理方法外,主要考虑垂向系泊力的影响.