深海半潜式平台不同构型的运动性能北大核心CSCD

深海半潜式平台的运动性能预报是平台方案设计阶段的重要工作,而平台性能的优劣主要取决于水下的浮体构型。通过对国外主推的半潜平台设计方案进行构型特点分析,分别对立柱、连接横撑以及下浮筒进行多方案设计,共组合得到8个平台设计方案。应用数值方法首先对A1方案完成性能计算,并与该平台的模型试验结果对比,验证了理论预报的可靠性。基于该理论方法,分别完成了8个平台方案的系列水动力性能预报,并采用指标权重法得到了各个平台方案的综合运动效能,通过对比分析,明确了不同构型对于运动性能的影响规律。研究表明:浮体构型对于半潜式平台的运动性能有较大影响,且尖角型浮筒、变截面立柱及圆管型横撑的构型具有更优的综合运动性能。     

无横撑六立柱半潜平台总强度研究

对无横撑六立柱半潜平台的结构强度进行研究。总结该平台的研究现状,阐述其结构总强度分析流程,介绍该类型平台总强度分析的计算工况,确定目标无横撑半潜平台的设计波参数,探讨结构重点关注区域。通过与传统四立柱平台的结构总强度计算结果相对比,分析六立柱半潜平台与四立柱半潜平台在总强度方面的差异。通过对有无横撑2种型式半潜平台结构的应力情况进行对比,分析横撑结构在该类型平台设计中应用的必要性,为无横撑半潜平台的结构设计提供参考。     

半潜式平台横撑截面型式比较分析

以半潜式平台横撑为研究对象,以某型3 000 m深水钻井平台为基础,在相近横撑设置与相同环境载荷的条件下,对鼓形截面和圆形截面的横撑进行比较;对比分析了总强度载荷作用下,横撑与立柱加强结构的响应以及横撑与立柱连接处的疲劳寿命、结构布置和结构质量等,为后续平台设计提供参考。     

半潜式起重拆解平台立柱连接强度分析

基于非对称无横撑式半潜平台的设计思想,提出一种大圆弧结构的立柱连接型式,并进行设计有效性验证.在建立半潜平台全船有限元模型的基础上,通过采用水动力分析方法确定该平台在风暴自存吃水下最危险的设计波参数,然后,对大圆弧立柱连接型式的半潜平台整体强度进行了分析.结果表明:上船体和立柱之间的大圆弧过渡结构型式能有效地减轻无横撑...     

半潜式钻井平台横撑截面形状的优化

海洋油气资源开发离不开半潜式钻井平台.因油田内短距离拖航需要,半潜式钻井平台可能遇到深吃水拖航工况,此时平台整体吃水较大,浮箱、部分立柱及横撑整体将位于水面以下并引起拖航阻力,其中横撑的阻力贡献占总阻力的25％左右.当横撑的长度及间距已经确定时,其拖航阻力主要受截面形状的影响.本文采用Fluent对一座实际平台的横撑拖航阻力进行研究,得到截面倒角对横撑阻力的影响规律,获得了截面倒角的最佳取值范围.结果表明,截面倒角半径大于0.3m时,横撑拖航阻力系数可以比不做倒角时减小60％以上,本文研究结果将为今后的半潜式钻井平台船型设计提供参考.     

冰载荷下非对称无横撑25000t SSCV强度评估

为使非对称无横撑的半潜式起重平台具有双吊联合起重25 000 t的功能,并满足A0冰级要求,采用设计波法对初始基本设计方案进行总体强度评估;针对冰级A0符号要求,设计处于冰带范围内浮体外壳上的结构尺寸,形成一套完整的结构设计流程,统计钢结构增加量并与初始规范计算对比,结果表明,无横撑结构形式导致甲板盒横舱壁左右舷处、上部连接处应力较高,需进行局部结构分析评估,浮体艏部区域要增加板厚来抵抗冰载荷,冰载荷引起的钢结构增加量所占全船重量比率较小,结构加强后冰带范围附近局部结构强度得到改善,其他部分的总体强度基本不变。     

浮式抗冰平台设计理念及水动力特性研究

钻探极地地区近海石油和天然气资源对移动式离岸钻井平台的水动力性能、抗冰性能和作业性能有着极大的要求。本文主要介绍了浮式抗冰平台的设计方案,并结合当今最新一款半潜式抗冰平台的设计理念,分别从频域和时域分析的角度与传统的半潜式平台作对比,分析得出其具有优越的水动力性能,垂荡、横摇、纵摇运动响应都优于传统的半潜平台,为下一步抗冰性能分析及其关键技术的研究做基础,同时也给半潜式平台带来新的设计理念,为浮式抗冰平台的设计建造提供合理思路。     

新型垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能研究

深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势。在半潜平台下部安装垂荡板可减小运动响应,从而使其能够采用干式采油树。本文基于多浮体三维势流理论,采用数值模拟和模型试验相结合的方法,对垂荡板和干树半潜平台组成的复杂垂向耦合多体系统的运动性能展开研究。数值计算结果与试验结果吻合良好,两结果均证明该新型平台拥有良好的运动性能。同时,对不同伸缩立柱长度和不同下浮箱重量展开逐步探索,得到其对垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能的影响规律。本文的研究结果可为新型干树半潜平台的优化和使用提供参考。     

半潜平台结构疲劳寿命评估方法比较

为了研究各种疲劳评估方法对海洋结构物疲劳寿命评估结果的影响,利用S-N曲线方法和断裂力学方法分别计算了半潜式海洋平台的疲劳寿命,分析比较了二者计算结果的差别.同时比较了疲劳载荷预报中谱分析方法和设计波法的计算结果,分析研究半潜式海洋平台结构关键节点疲劳应力计算中设计波和载荷参数的确定方法,为半潜式海洋平台的疲劳寿命评估提供依据.经过比较分析,认为S-N曲线方法和断裂力学方法应用于评估海洋结构物疲劳寿命均是可行的,使用设计波法来计算半潜式海洋平台横撑与立柱交点处结构疲劳寿命时应该以60°浪向的横向扭矩为特征设计波浪载荷来决定设计波参数比较合理.     

半潜式平台总体强度计算和关键结构极限强度计算方法研究

给出了基于ANSYS/AQWA软件的半潜式平台整体强度分析方法,采用逐步破坏分析法和有限元计算方法,计算半潜式海洋平台关键节点和关键构件极限强度。以一典型深水半潜式平台为对象,进行了自存工况和作业工况下8个典型危险波浪载荷条件下的平台整体强度有限元分析,选取应力最大的横撑和立柱局部结构作为计算模型,确定合理的边界条件,通过计算给出了半潜式平台关键节点和关键构件的极限承载力,为下一步平台结构的安全性评价提供可靠依据。     

新型垂向耦合多体半潜平台伸缩立柱性能研究

在深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势.在半潜平台下部安装垂荡板可减小运动响应,使其能够采用干式采油树.论文对带有下浮箱的新型干树半潜平台进行探究,该平台通过伸缩立柱连接上部主体和下浮箱,且在横摇和纵摇两个自由度上能够自由转动,组成了垂向耦合多体系统.基于多浮体三维势流理论,采用数值模拟和模型试验相结合...     

基于Ansys/AQWA的极大型浮式结构总体强度分析

以极大型浮式结构的单模块为研究对象,采用大型通用有限元软件Ansys/AQWA进行极大型浮体水动力响应分析并预报波浪载荷,进而调用ASAS模块进行极大型浮体总体强度分析。分析结果表明:极大型浮体3个连接部位,即横撑与下浮体围壁连接处,立柱外壳与上箱体底板连接处和立柱外壳与下浮体外板连接处出现了较大的应力集中,其中横撑与下浮体围壁连接处的应力值可能已超过许用应力。因此,对横撑与下浮体围壁连接处进行结构加强,采用Ansys/AQWA对结构改进后的极大型浮体进行总体强度分析,并与改进前的结果进行对比。从对比结果可知:通过结构的改进和加强,横撑与下浮体连接处的Von Mises应力普遍下降。本文的研究成果将为极大型浮体后续的疲劳分析提供重要的理论基础。     

立柱形状对立柱波浪爬升特性的影响

基于粘流软件Fine/marine对不同形状立柱的半潜式平台进行波浪爬升数值模拟。通过数值预报对比不同形状立柱下的平台立柱波浪爬升变化情况,研究立柱横截面形状对立柱波浪爬升的影响。结果表明立柱横截面形状对立柱的波浪爬升影响较大,方形立柱比带倒角形和圆形的遮蔽效应更加明显,为以后半潜式平台立柱的选型提供有用的参考价值。     

半潜式平台横撑波浪抨击载荷下结构强度分析

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑半潜式平台承受的风载荷、流载荷和波浪载荷等共同作用,以及采用锚泊系统的全尺度模拟,以某典型半潜式平台为例,利用Ansys-AQWA软件对半潜式平台横撑在波浪砰击载荷下的响应进行非线性数值分析。针对抨击工况中的10个子工况结果,以90%的Gumble分布值作为最终的平台横撑波浪砰击载荷。并运用此分析结果,结合横撑在总体结构强度的应力分布,分析了半潜式平台横撑在考虑波浪砰击下的结构强度。通过数值模拟研究表明:波浪砰击对横撑的影响很大,在横撑的结构强度分析中应充分考虑。     

深水半潜式生产平台建造精度控制要点

南海某深水半潜式生产平台有着超大跨距的桁架式上部组块以及带立柱储油功能的下部船体，其大跨距、超高度的典型特点给深水半潜式平台整体建造精度控制带来极大挑战。通过制定整体的精度策划方案，重点对总装搭载、立柱顶部支撑管、插尖导向等关键位置进行精度控制方法研究，对环境温度、焊接收缩等影响精度的数据进行收集、分析，进而调整优化精度控制方案，形成一整套适用于深水半潜式生产平台建造精度控制的技术方法，保证深水半潜式生产平台建造精度满足设计要求，为上部组块与下部浮体大合龙的顺利完成奠定基础。     

半潜式平台耦合动力响应分析

由于海洋这一特殊的环境,半潜式平台在海上会受到风、浪、流的联合作用,使得半潜式平台产生六自由度方向的运动,影响平台的作业,因此,进行平台运动响应预报及系泊线强度校核就显得尤为重要。本文选择在1000 m水深的情况下,分别在时域和频域条件下对半潜式平台运动响应进行数值模拟,预报在频域和时域条件下半潜式平台运动响应,并对比分析在时域条件下不同风、浪、流组合工况下平台升沉运动幅值,计算设计的平台系泊线拉力,并进行强度校核。     

半潜式平台耦合动力响应分析

由于海洋这一特殊的环境,半潜式平台在海上会受到风、浪、流的联合作用,使得半潜式平台产生六自由度方向的运动,影响平台的作业,因此,进行平台运动响应预报及系泊线强度校核就显得尤为重要。本文选择在1 000 m水深的情况下,分别在时域和频域条件下对半潜式平台运动响应进行数值模拟,预报在频域和时域条件下半潜式平台运动响应,并对比分析在时域条件下不同风、浪、流组合工况下平台升沉运动幅值,计算设计的平台系泊线拉力,并进行强度校核。     

局部构件破损对半潜式平台极限承载力的影响分析

采用准静态非线性有限元法,应用半潜式平台整体极限承载力计算方法,探讨平台艏部横撑破损、腐蚀等结构损伤对平台整体极限承载力的影响。通过对比平台完整和损伤状态时的极限承载力计算结果,横撑破损和腐蚀分别对横向受力工况和中拱工况下平台极限承载力影响最大,尤其当两者共同作用时,横浪作用下平台的剩余极限承载力降低较多。     

深水系泊缆绳动力特性研究

考虑波浪、海流、顶部浮体运动与海底接触效应的影响,依据集中质量法建立系泊缆绳柔性力学模型,以一座深水半潜式平台的系泊系统为例,对比研究了各种因素对于缆绳动态张力与水中构型的影响程度,最后采用模型试验方法对数值计算结果进行验证。研究表明：缆绳的动态系泊张力主要由浮体运动所引起,可达总张力的20%左右,海流流速可使得缆绳形态出现大变形,导致缆绳卧底长度发生明显改变,危及平台作业安全,波浪与海底摩擦对于缆绳响应的直接作用较小,设计阶段基本可以忽略不计。     

某半潜式钻井平台改造升级前后运动性能对比

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备之一。半潜式钻井平台结构复杂,在设计建造及服役过程中,往往需要根据实际需求对平台原方案进行改造升级,而升级后平台的运动性能将与原平台存在一定差异,此时需要进行对比分析以确定升级方案的可行性。本文采用Sesam软件对某半潜式钻井平台改造后方案与其原方案的运动性能进行分析和对比。计算结果显示,与原方案相比改造方案的垂荡运动RAO第一峰值略增大、横纵摇值基本一致,平台总体水动力荷载变大。