海洋平台生活楼板架结构抗爆性能简化预报方法

海洋平台易发生油气泄露引发爆炸事故,进而造成结构损伤、设备损毁以及人员伤亡事故。生活楼是海洋平台上作业人员的生活区及极端环境下的避难场所,其结构在设计过程中应考虑油气爆炸载荷作用下的安全性问题。本文以某海洋平台生活楼板架结构为研究对象,基于单自由度理论研究求解结构等效单自由度系统在油气爆炸载荷下的结构响应解析式,并绘制响应曲线。通过与数值仿真分析进行对比分析,验证了理论分析结果的可靠性。本文研究成果可有效指导海洋平台结构抗爆设计。     

高温及油气爆炸载荷作用下FPSO生活楼结构动态响应研究

以典型FPSO生活楼结构为研究对象,针对火灾后发生爆炸事故的工况,开展油气火灾爆炸下结构动态响应数值仿真研究,分析高温对结构抗爆性能的影响.在此基础上,研究规范规定的抗火标准下的FPSO生活楼结构抗爆性能,并绘制了结构抗爆性能P-I曲线.结果表明:生活楼结构温度较常温相对差值小于140℃时,在油气爆炸下生活楼结构损伤与常温下无明显差异;当温差接近600℃时,油气爆炸载荷下受火区域损伤变形远大于常温区域结构.通过绘制FPSO生活楼结构对应的抗爆P-I曲线可以快速、准确的评估生活楼结构的损伤情况.     

基于“板-梁”耦合技术的自升式海洋平台碰撞性能研究

随着世界各国对海洋资源开发的不断重视,各种海洋能源开发装备不断研发与应用,船舶与海洋平台碰撞的事故越发频繁.开展海洋平台碰撞性能研究,揭示平台结构在碰撞过程中的损伤变形机理,对更好地开展平台耐撞结构设计具有重要意义.由于海洋平台结构庞大且复杂,对其开展整体碰撞性能研究时,需要对模型进行合理简化.文中基于非线性有限元软件ABAQUS,针对自升式海洋平台结构特点,提出了"板-梁"耦合技术,以简化建立自升式海洋平台的碰撞模型.利用该技术分析了平台遭遇5 000 t补给船撞击下的动态响应,从损伤变形、碰撞力、能量吸收等方面对自升式海洋平台结构碰撞性能进行研究.研究结果表明:船舶与海洋平台碰撞具有明显的局部特征,碰撞区域的弦杆和撑杆均发生了较为明显的弯曲变形,且撑杆为主要的吸能构件,可见,适当增加碰撞区域撑杆的强度,可以有效提高平台的碰撞性能.     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

自升式平台直管结构碰撞模型试验与仿真分析

随着海洋油气开发的日益深入,海洋平台作为主要的作业基地发挥着重要作用。然而平台在进行钻井与采油作业时,与供给船、守卫船等发生碰撞的风险较大,不仅危及自身整体安全性,亦会造成巨大的经济损失。开展自升式平台碰撞性能研究,揭示碰撞过程中的损伤变形机理,对更好地开展自升式平台耐撞结构设计具有重要意义。本文以自升式平台桩腿直管为研究对象,开展平台管结构的落锤冲击模型试验,探究不同冲击速度下直管结构的动态响应特征。同时,结合有限元仿真技术对落锤冲击过程进行数值模拟,得到碰撞力、塑性变形、跨中挠度等参数,并与试验数据对比分析,从而验证数值仿真模型化技术的准确性。研究结果表明,管结构模型试验记录的数据与数值模拟的结果吻合较好,均真实反应了管结构在受到侧向冲击载荷时的动态响应,验证了模型试验技术的准确性。同时就不同冲击速度下管结构的变形与受力规律可知平台桩腿管结构的耐撞性能。本文研究成果可以为大型平台结构碰撞性能提供试验技术支撑。     

海洋石油结构模块拖拉装船和海上安装

导管架固定平台模式是我国传统的海上油气田开发结构形式,海洋平台的建造与安装技术越来越引起业内的重视,文章以海洋结构模块的拖拉装船和海上安装为对象,描述了整个海洋结构模块(导管架、平台、钻机、生活楼等)在陆地建造及海上安装的过程。     

桁架式Spar平台方案设计研究

Spar平台是一种用于深海油气开发的海洋结构物.目前对Spar平台的研究集中在其运动特性和水动力分析、结构强度和疲劳研究以及垂荡板的性能和设计上.然而,国内对于Spar平台设计方法的研究却很少,国内外公开发表的文献也很少,这给Spar平台的设计带来了困难.本文归纳了桁架式Spar平台方案设计的基本流程,包括总布置、主尺度的选择,以及对设计方案进行的稳性校核和水动力分析.在此基础上,针对平台的不同结构推荐使用相应的ABS和API规范进行结构设计,并应用设计波法对得到的结构尺寸进行强度校核.通过一个实例详细说明了整个设计过程,分析结果表明该设计方案是可行的.同时指出了传统的海洋工程设计方法存在的问题,提出在传统设计方法的基础上,应用多学科设计优化思想进行海洋平台的方案设计的基本思想.     

海洋钻井平台生活楼电气系统改造

为解决“勘探4号”半潜式海洋钻井平台生活楼存在的设备故障频发、结构及管路腐蚀严重和住舱装修老旧等问题,对该平台的生活楼进行整体割除、更换。结合该工程,探讨生活楼电气系统的特点、组成、改造重点和难点,并对提高改造效率和降低改造所需人工成本的方法进行分析,供同类项目的开展参考。     

CCS与海洋石油工程公司签订“863”项目合同

日前．中国船级社与海洋石油工程股份有限公司签订了“《海上平台振动检测与结构安全评估指南》编制发布及现役海洋平台结构安全评估软件系统验证技术服务”项目合同。该项目是以海洋石油工程股份有限公司为依托的863项目“基于振动检测的现役海洋平台结构安全评估技术研究”的子课题。     

基于风险的导管架平台水下结构安全检测规划

建立基于风险的结构安全检测技术,应用于导管架海洋平台结构完整性管理(SIM)的检测规划中。综合考虑平台失效后果与失效概率两方面因素,确定平台风险矩阵,提出基于风险评估等级的平台水下结构检测计划,完善了当前规范中检测时间间隔确定的不足之处。该文以某海洋平台为例,阐明基于风险的水下结构检测技术的应用方法,可为我国海洋平台结构检测计划的制定提供参考。     

基于CATIA的海洋平台结构快速设计

研究了参数化设计和知识工程技术,并将2种技术应用到海洋平台结构设计当中。首先,借助参数化技术,在CATIA V5系统中建立海洋平台结构的参数化模型;其次,通过CATIA V5的知识工程模块,构建平台结构设计的知识库,实现对平台结构设计结果的校验。实例表明,应用上述2种技术进行海洋平台结构设计,不仅是可行的,还能大大缩短海洋平台结构的开发时间。     

基于机器学习算法的海洋平台结构整体安全度评估

以保障海洋平台结构整体安全度,延长海洋平台使用寿命为目的,提出基于机器学习算法的海洋平台结构整体安全度评估方法。基于层次全息建模理论,从环境、技术状态、功能模块等6个角度出发,共选取22个评估指标构建海洋平台结构整体安全度评估指标体系;采集评估指标数据,利用数据清洗与转换等处理方法预处理指标数据。将海洋平台结构整体安全度划分为5个等级。利用机器学习算法中的卷积神经网络构建评估模型,将评估指标数据作为输入,指标数据特征提取与数据降维等过程输出海洋平台结构整体安全度评估等级。实验结果显示该方法指标数据利用率较高,可准确评估海洋平台结构整体安全度,提升海洋平台使用的安全性。     

深水钻探装备技术发展现状及展望

深水钻探装备在海洋资源开发中扮演着重要角色。在海洋油气资源开发中，它广泛应用于油气资源储量评价、完井、修井和试油作业；在海洋矿产资源开发中，它是评估多金属硫化物资源储量和品位的关键装备。该文介绍了海洋资源开发的典型阶段及装备，重点针对深海资源开发的钻探装备，阐述了国内外的技术发展现状，分析了典型深水钻探装备的设计要点，并展望了深水钻探装备的技术发展趋势。在深水钻探装备的开发设计中，不仅需关注总体性能指标的综合平衡、总体布置、重量控制、结构性能和主要系统的集成设计，而且还需考虑不同船型特征带来的特殊问题，如半潜式钻井平台的气隙分析和关键结构节点设计、钻井船的月池对总体性能的影响等。随着深海资源开发的稳步推进，未来深水钻探装备将在智能化技术应用、无隔水管泥浆闭式循环技术、绿色节能钻机、高效取芯技术以及极地环境适应性等方面取得突破和进展。     

基于ANSYS的平台生活楼波纹板结构数值分析

考虑到平台生活楼按框架式设计时,与四周的柱和梁可靠连接的波纹板结构也可在一定程度上提供刚度,从而提高结构承载力,结合现有平台生活楼结构设计资料,选取一定跨度、高度和波纹尺寸的波纹板结构及一定尺寸的柱梁框架结构,利用ANSYS软件得到波纹板结构在2种不同外力作用形式下对四周柱梁框架的刚度、强度贡献和自身应力分布情况,分析波纹板在轴压和剪力作用下的弹塑性屈曲特性,为改进现有生活楼结构计算模式,优化生活楼结构设计提供参考。     

基于谱分析的自升式平台疲劳强度评估方法研究

疲劳损伤是大型海洋平台结构破坏的主要模式之一,在结构设计阶段进行疲劳强度安全性评估是十分必要的。本文以一自升式平台为例,通过对其疲劳载荷进行直接计算,基于S-N曲线和Miner疲劳累计损伤机理,采用谱分析方法对典型节点进行了疲劳强度分析。本文方法为自升式平台的疲劳强度评估提供重要的参考意义。     

当前浮式平台船体结构分析的方法与重点综述(英文)

浮式平台概念的选择及其结构设计是深水工程项目的关键环节之一.它决定了平台在波浪载荷作用下的动力学响应、立管在深水条件下的运动以及进行平台建造与安装的技术难度等.结构强度、结构的抗疲劳性能以及结构的整体和局部稳定性能是浮式平台设计必须重点考虑的三个主要方面.总结了当前浮式平台设计的主要方法和它的主要任务以及技术要求,着重分析了设计过程中的主要技术难点及重点;最后,讨论了浮式平台结构设计的潜在发展趋势.     

海洋平台结构安全性评估方法集成技术

研究海洋钻井平台结构安全性评估程序集成技术,介绍集成系统的实现流程和功能模块。该系统是以Orient平台为基础开发的一套集成化仿真软件,实现包括前后处理的水动力性能预报和结构安全性分析过程。具有方便的使用界面、合理的输入输出接口、优良的计算结果实时显示和后处理功能,提供标准规范化的接口,使设计过程规范化和自动化,在设计阶段即可把握设计方案的综合性能,提高工作效率。     

温带平台极地作业适应性评估

针对北极地区受北极海域环境低温、作业窗口窄、环保要求高等限制而油气勘探开发装备不足的问题,提出一种对温带平台做适应性改造以满足北极作业需求的评估技术方案,分析极地低温对海洋钻井平台结构、设备及作业环保等方面的影响因素,建立温带平台极地作业适用性评估技术流程体系,对南海作业的某平台进行评估分析,其原结构满足极地作业环境,...     

改进V型夹层板近场水下爆炸抗冲击性能研究

对水下爆炸结构的响应进行分析,设计相应的结构来降低载荷效应是提高舰船抗冲击性能的重要研究内容。基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,考虑流-固耦合等因素的影响,建立完整的水下爆炸数值模型,运用显式动态分析对普通加筋板、常规V型夹层板、改进的V型夹层板进行近场水下爆炸作用下的动响应分析,从结构与流体的相互作用、结构产生的变形、吸能特性等角度综合分析。结果表明,改进后的V型夹层板抗冲击防护性能明显提高,可为舰船抗冲击结构设计提供一定的参考。     

虚拟仿真技术在溢油回收装置结构性能评估和轻量化设计中的应用

针对传统设计方法依靠经验开展设计的缺陷,提出了基于虚拟仿真技术的结构性能评估和优化设计方法。针对某溢油回收船溢油回收装置,利用虚拟仿真技术对其结构性能进行评估,并利用拓扑优化技术开展溢油回收装置结构的轻量化设计,实现以仿真来驱动设计,以期为虚拟仿真技术在船舶设计特别是溢油回收船溢油回收装置设计中的应用提供参考。