自升式平台桩靴强度分析

合理的桩靴设计是立插桩式海洋自升式平台在海上安全工作的关键因素之一。以某自升式海洋平台桩靴为研究对象,利用规范和SACS软件对桩靴结构设计进行强度校核和屈曲强度分析,并对桩靴的承载力和计算方法进行研究。     

多种自升式海洋平台桩靴上拔过程仿真分析

本文以自升式海洋平台桩靴为主要研究对象,运用Ansys Workbench中的Design Modeler建立桩靴与土的模型,通过LS-DYNA来模拟桩靴上拔过程,并计算了3种桩靴形式的拔桩力和研究了3种桩靴的上拔过程土体的变形,并将桩靴上拔阻力的理论计算值与数值模拟计算的结果进行比较分析。本文对未来海洋平台的发展有一定的工程意义。     

自升式服务平台桩靴结构优化设计

桩靴作为自升式平台的重要结构之一,在整个平台的就位和作业等方面发挥着重要作用。针对350ft自升式多功能服务平台的2种桩靴结构形式,应用MSC Patran和Nastran建立有限元模型,依据美国船级社相关规范对不同工况下2种不同形式桩靴的强度进行评估,并分别对2种桩靴的质量进行统计。对计算结果进行分析比较,并提出一些可行性建议。     

自升式平台插桩物理模型实验及分析

研究自升式平台插桩过程的土体运动滑移以及土体变形规律,对合理评价自升式平台桩腿及桩靴的稳定性有重要的意义。以自升式平台插拔桩为工程背景,基于自主研发的＂流固土多项耦合六自由度单双向静动态加载仪＂,对砂性土海床进行比尺实验,利用物理手段研究平台插桩过程中土体与桩靴耦合作用机理。实验中给出了海床插桩入泥深度与地基承载力的曲线,并且推导出砂土力学性质随桩靴深度变化公式。实验的破坏特征与海洋砂土地基实际破坏一致,说明了模型试验的正确性,同时也为层状穿刺试验提供了实验基础。     

桩靴充水对自升式平台拖航稳性的影响

综合考虑自升式钻井平台的完整稳性及破损稳性的衡准要求,以某自升式钻井平台为例,分别校核该平台在桩靴充水及不充水状态下拖航作业时的完整稳性及破损稳性,并对计算结果进行比较和分析,得出桩靴充水对自升式平台静水力、静稳性曲线以及许用重心高度曲线等方面的诸多影响,提出提高自升式平台拖航稳性的措施。     

精确模拟土壤反力对桩靴性能影响的研究

传统自升式钻井平台桩靴设计的方法,仅仅将土壤反作用力作为一个确定值,施加到桩靴上,并未考虑到桩靴与土壤相互作用过程中,土壤的性质的变化及变形对桩靴作用的影响.文章着重研究固体(土壤)力学对桩靴结构力学的影响.通过经验理论分析,并借助有限元精确模拟土壤,进行土壤对桩靴影响的细化研究.通过对比分析,得出对土壤的细化研究后,桩靴性能可以得到提高和优化的结论.     

系列自升式钻井平台桩靴设计与强度评估

自升式平台桩靴的设计形式和结构强度关系到整个平台性能和安全。针对所设计的400ft水深自升式平台两种桩靴结构形式,应用MSC/NASTRAN软件建立有限元模型,依据ABS规范要求并根据实际环境设计结构强度评估工况,对两种桩靴结构进行强度校核,同时计算桩靴各部分质量,分析计算结果最终得出一种较优的桩靴结构形式。     

自升式钻井平台桩靴结构强度分析

桩靴是钻井平台的重要支撑构件,其结构强度对整个钻井平台的安全起着至关重要的作用。以某自升式钻井平台桩靴为研究对象,根据ABS(美国船级社)规范要求,建立桩靴结构强度的力学模型,并合理简化,分析了预压载和自存两种工况下的设计载荷。利用有限元软件MSC.Patran/Nastran对两种工况下桩靴的强度进行分析,研究得到桩靴强度工程化分析流程以及结构强度特性,分析结果为自升式钻井平台的桩靴设计提供参考。     

自升式钻井平台桩靴裂纹分析、处理及修复研究

桩靴是自升式平台的重要组成部分,主要作用是支撑整个平台,将平台所受的载荷传递到海床.一旦桩靴失效,将导致桩腿下沉,平台无法保持水平.文章利用有限元方法研究了自升式平台桩靴在出现裂纹后的应力水平,并研究相关的应对措施与修复方法.     

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。     

自升式平台桩靴结构优化设计

结合有限单元法和尺寸优化理论,对某自升式海洋平台的桩靴结构进行了设计与优化。根据桩靴设计要求确定各部件尺寸和相应材料参数,以此建立桩靴的有限元模型。针对CCS对桩靴提出的工况依次进行分析计算,获得各工况下应力与位移的分布特征和土壤作用力在结构中的传递路径。然后进行板厚尺寸的优化。计算结果表明,桩靴在偏心工况且偏心角度为60°时应力达到最大,且土壤流失可能性最高;尺寸优化后,桩靴的质量明显减少,应力分布更加均匀,材料利用率得到有效提高。     

自升式海上平台桩靴入泥深度预测

为了准确预测自升式海上平台桩靴入泥深度,基于扩展型桩靴在多个海上风场驻位时采集的工程数据对多种桩端承载力理论与基础承载力理论进行检验,经浅持力层与深持力层工程检验原位测试法应用于扩展型桩靴承载力计算具有良好的结果,可准确推测扩展型桩靴入泥深度。原位测试法在浅持力层误差不大于2.6 m时准确率达到100%,若在安装平台范围内深持力层土层发生变化时,桩靴入泥深度准确率达65%,该方法中粉土与粉质粘土地质桩靴阻力修正系数在0.05～0.06之间。     

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。     

自升式钻井平台桩靴结构分析

以某自升式钻井平台的桩靴为研究对象,建立了结构分析模型,给出了结构分析的载荷及边界条件,并对各工况下的计算结果进行分析和评估,为此类结构的设计提供参考方法。     

海上升压站平移过程中自升式工作船桩靴沉降分析方法

目前尚无针对海上升压站平移过程中自升式工作船沉降分析的具体方法及相关研究,因此急需明确上部组块平移过程中自升式工作船桩靴沉降情况。首先根据相关理论计算出自升式工作船所受的自重荷载及风、浪、流荷载;然后基于ABAQUS有限元软件创新性地建立自升式工作船实体-桩靴基础-地基土体整体结构数值分析模型,进而对不同桩靴沉降进行分析,并与分层总和法理论计算结果对比,验证了数值模型的合理性与准确性;最后进行上部组块运输过程安全性评价。结果表明：上部组块平移过程中桩靴竖向压力占自升式工作船预压载荷的20%,满足竖向承载力施工要求。此外,桩靴基础沉降量受外部荷载影响沉降变形波动明显,最后逐渐趋于稳定,最终沉降约为11.45 mm,并与理论计算结果相符,轨道的纵向坡度为0.38%,能够达到安全运输标准。该研究成果对确保海上升压站上部组块平移过程顺利进行具有理论指导和现实意义。     

桩靴支护结构对桩端极限承载力的影响

以渤海湾"胜利五号"自升式作业平台桩基贯入工程实例为基础,优化自升式平台桩靴支护结构位置,采用有限元数值模拟位置优化后的桩端极限承载力,并与实际桩端承载进行比较。优化结果表明:沿桩靴径向和垂向优化发现桩端极限承载力由内向外是先增大、后减小,支护结构在r'/r=0.6,h/H=0.4处优化达到预期效果;合理优化桩靴支护结构的位置可以改变桩靴上端面土体流动方向,减小土体对桩靴上端面冲量及桩靴上、下端面土体流速差,稳定贯桩过程,能够增加桩端极限承载力。     

桩腿滑移对自升式平台结构及RPD影响

针对自升式钻井平台在"踩脚印"过程中,桩靴位置发生横向滑移,会对平台结构造成破坏的问题,根据平台结构及桩腿的极限承载能力,计算出桩靴沿x轴0°、60°、90°、120°、180°方向滑移的极限距离;监测桩腿RPD值,总结得到桩靴在不同方向滑移距离与RPD之间的关系,为平台设计人员和操作人员提供参考。     

JU2000E超大桩靴制作工艺

桩靴是自升式平台的主要结构之一,合理的建造方案设计和工艺方法对超大桩靴制作具有重大影响。全程跟踪JU2000E钻井平台的超大桩靴现场建造过程,总结超大桩靴制作相关技术要求和工艺要点,为船厂在超大桩靴制作领域积累相当的经验,提供通用性、标准性建造方法,为类似项目提供一定的借鉴参考。     

自升式海洋平台桩靴进水监测报警系统研制

本文介绍了一种自升式海洋平台桩靴破损或者桩靴上人孔盖松动,导致桩靴进水而发生声光报警系统。该系统还应用无线电微波技术,将桩靴内部的视频传到控制室监视器。该成果已经应用到一座海洋石油平台,监测及报警效果非常好,提高了平台的安全性。     

层状土地基条件下具桩靴自升式钻井船插桩深度分析研究

应用有限元数值模拟方法,研究了自升式钻井船的桩靴在复杂层状地基土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同承载力计算方法的适用性等多方面认识。在上硬下软及上软下硬的层状土中,所有公式的计算结果无论在数值还是趋势方面都与有限元模拟成果相差较大,这主要是由于单一的公式未考虑到插桩荷载影响深度内下伏不同地层对总承载力的贡献。有限元模拟成果显示,在3. 0B深度范围插桩荷载影响较大;桩靴自上覆硬土层贯入软土层时,会有一定厚度的硬土被压入到软土层,且厚度随插入深度变化,导致出现地层结构的动态重分布。根据层状地层中有限元模拟成果,提出了考虑到3. 0B深度范围所有地层的强度贡献、并考虑地层结构动态重分布的桩靴下地基土极限承载力计算方法,其计算结果与有限元模拟成果最为接近。工程实例计算表明,得出的计算结果以及有限元模拟结果都与实际插桩深度较为接近。