深水钢悬链立管J型铺设研究

J型铺管法具有先天的深水适应性,已广泛应用于深海水域的管道铺设作业,而我国对深水管道J型铺设的研究仍处于起步阶段。本文以作为深水开发首选立管形式的钢悬链立管为研究对象,应用Orcaflex软件对立管J型铺设过程做动态分析,校核内容包括最大弯曲应力、最大等效应力及有效张力。将铺管过程分3个阶段进行立管J型铺设强度分析,得到立管受力最大铺设阶段。针对受力最大阶段,进行立管作业窗口分析,得到满足立管使用条件的环境参数。本文所开展的深水钢悬链立管J型铺设研究对推进我国深水铺管技术的发展具有实际工程意义。     

深水海底管道S型起始铺设中海管的完整性评估

以中国南海荔湾深水气田开发项目为依托,以具备动力定位的HYSY201作为铺管船,开展深水海底管道S型起始铺设过程中海管的结构完整性评估。采用海管、铺管船、起始缆、起始端PLET和辅助浮筒系统耦合动态分析方法,通过合理设计托管架半径、海管离去角、海管铺设张力以及作业气候窗,使得在整个起始铺设和正常铺设过程中,海管的Von Mises应力、结构应变以及局部屈曲均满足设计及规范要求。     

深水脐带缆抽拉上平台技术

脐带缆是海底油气生产设施的控制线,通过脐带缆,平台的生产人员便可以时刻观察到海底生产设施的状态,并根据需要对其进行控制。深水脐带缆铺设安装是常见的海洋工程施工,作业需要首先将脐带缆起始端下放到海底,并从平台护管内部将其抽拉上平台并连接到控制终端。本文结合工程实践,对脐带缆抽拉上平台的技术进行总结,对如何将脐带缆安全、高效地从护管内部抽拉上平台提出了建议。     

绞吸式挖泥船柔性三缆定位系统的应用

绞吸式挖泥船因具有较高的挖泥和卸泥效率而得到广泛的应用。定位系统是绞吸式挖泥船的最关键系统之一,在挖泥施工中起到至关重要的作用。文章即针对定位系统中的柔性三缆定位系统的原理、组成和在实船上的应用进行介绍,并对柔性三缆定位系统应用中存在的问题和发展趋势进行总结和展望。     

深水钢悬链立管安装设计分析

钢悬链立管在墨西哥海域、西非等地深海油气田开发中,得到了广泛的应用。基于钢悬链立管的S型铺设,将钢悬链立管的整个安装过程分成三个不同阶段:立管铺设阶段、立管提升阶段以及立管移管阶段。结合实际深水工程案例,应用Orcaflex对钢悬链立管整个安装过程做动态分析,校核钢悬链立管在整个安装过程中的强度。     

压力载荷下非粘结柔性立管应变影响因素分析

基于Abaqus/Explicit准静态和质量放大方法研究了一类典型非粘结柔性立管在压力载荷作用下应变响应特性,对影响立管整体轴向延伸率和绕轴向扭转角度的因素进行了分析。数值模型计入金属层实际截面形状、铺设角度以及几何、接触、材料非线性。计算结果表明：数值解与理论值吻合较好;立管端部边界条件对轴向延伸率影响不大但对绕轴向扭转角度影响较大;抗压铠装层为径向压力主要受力构件,其铺设角度虽然对压溃性能不大,但在应变分析中不可忽略;拉伸铠装层铺设角度对应变影响同样较大。文中数值方法可弥补理论方法限定在小位移、小变形范围,无法计入层间摩擦、材料非线性及初始制造椭圆率等缺陷。     

深水海洋工程多功能立式管线铺设系统

介绍一种集成深水柔性管与脐带缆铺设、Reel与J-lay钢管铺设、水下结构物安装于一体的多功能立式管道铺设系统构成与设备特点。该系统可以安装在一艘中小型动力定位船舶上,其显著特点是可通过可移动式张紧器和J-lay铺管作业线的设计实现多种作业模式的快速转换,从而使船舶作业功能和灵活性大为提高,对于我国深水油气开发作业装备和多功能作业船的研究及设计建造有一定的借鉴意义。     

长江深水砂被铺设施工工艺

因与先期软体排护底工程有重合区域,针对区域内存在块石及透水框架的问题,为避免对铺设的软体排造成破坏,在现有铺排船铺设软体排的基础上,采用铺排船进行深水砂被铺设处理,达到了阻隔碎石垫层、抛石等挤入淤泥和部分的水平排水的目的。     

基于Vega Prime的ROV柔性脐带缆动态模拟

模拟柔性脐带缆在深海作业环境中的动态形态变化是构建遥控潜器（ROV）作业视景仿真系统的重点和难点之一。由于柔性脐带缆在海流作用下受力情况复杂、运动形态多变,利用现有成熟的视景仿真软件难以做到逼真模拟。采用凝聚参数法建立柔性脐带缆的模型、运动方程及变长度算法并进行仿真求解,结合所得数值解,利用OpenGL语言和纹理映射技术动态绘制柔性脐带缆三维模型,并将柔性脐带缆动态模型与在Vega Prime平台建立的ROV主体进行衔接,获得了逼真的柔性脐带缆跟随ROV运动的动态模拟效果。     

韩国釜山沉管隧道基础铺设整平施工关键技术

介绍韩国釜山—巨济岛连接线沉管隧道基础工程,采用平台式深水铺设整平船铺设整平的施工技术,为沉管隧道基础整平施工提供借鉴。     

深海J型铺设双层管动力响应影响分析

双层管结构是深海油气输运最为有效的方式之一。本文建立深海J型铺设双层管整体力学模型,充分考虑内外管耦合连接以及外管与海床土的动力相互作用,通过对比验证数值模型的有效性;在深海环境随机波浪、海流和铺管船运动共同作用下进行J型铺设双层管整体动力响应分析,得到双层管外管和内管的动力响应特性,进一步探究扶正器刚度、外管和内管径厚比对双层管受力与变形响应的影响。结果表明：扶正器刚度的增大导致外管与内管张力响应幅值比值显著增大,外管和内管径厚比对相应张力、弯矩、应力和应变响应幅值的比值也有较大影响。分析结果可为深海J型铺设双层管设计与施工提供理论依据。     

用于海管泄漏监测系统的伴管铺缆方法

海底管道是石油运输的重要途径,一旦发生泄漏,就会造成重大的经济损失。因此,对其进行监测是很有必要的。但由于海洋环境的特殊性以及铺管工艺的影响,在海管上加装传感器一直是一个难以克服的问题。为了解决此问题,文章提出了一种伴管铺缆的工艺,该工艺已应用于渤海某平台的海管泄漏监测系统,并且填补了国内相关领域的空白,具有重大而深远的意义。     

基于柔性杆理论的脐带缆涡激振动数值模拟系统

针对目前海洋脐带缆分析软件缺乏的状况,本文基于MATLAB开发了脐带缆涡激振动数值模拟系统UCVIV-1.0.由于脐带缆的大变形和大转角会产生显著的几何非线性,脐带缆的静态平衡位形和整体力学响应计算采用了细长柔性杆模型,采用尾流振子模型模拟海流作用下的涡激力.该系统界面清晰友好,操作简单,适用于悬链线型脐带缆.选取了一组脐带缆参数,使用该系统进行了静力计算以及涡激振动计算;并将静力结果与采用国外商业软件OrcaFlex计算的结果进行了比对,发现结果吻合程度较高,在一定程度上验证了系统的可行性和准确性.本系统有望为脐带缆设计软件的开发提供借鉴.     

深水软体排铺设全过程质量控制技术

长江南京以下12.5 m深水航道整治工程和畅洲标段软体排铺设范围内泥面高程最深-42.9 m、实测最大流速2.1 m/s,已铺设软体排最长超过640 m。针对深水大流速工况下超长软体排铺设测量控制问题,采用全过程质量控制技术,从软体排铺设前、铺设过程中及铺设后进行全过程控制,经过在深水软体排中的应用,所有排体搭接宽度、整体质量满足设计要求。     

基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析

采用ANSYS11.0研究深水海底管道铺设过程中管道变形及受力。针对海底管道铺设边界的特殊性,提出了边界处理的新方法。根据管道在触地点处所受海底反力为零的假设,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编程迭代,寻找出管道触地点;根据给定的托管架形式,迭代求出管道与托管架的分离点。利用pipe59单元模拟管道的大位移非线性变形,分析了张紧力、水平力、悬跨段弯矩、悬跨段长度及管道与托管架的分离角之间的关系,据此工程人员可以根据所要控制的悬跨段弯矩计算所需的张紧力和入水角。最后通过与OFFPIPE专用软件所得结果进行比较,说明方法的可行性与准确性。     

非粘结柔性立管静态分析

海洋柔性立管因材料和结构上的复杂性在设计分析中存在许多技术难题。本文在变形能原理和能量守恒的基础上,推导出了柔性立管各层的刚度矩阵。将各层刚度矩阵进行叠加,得到柔性立管总体刚度矩阵,并用总体刚度矩阵求解静载荷作用下立管变形响应。同时基于ABAQUS软件建立八层非粘结柔性立管有限元模型,并将有限元计算结果和刚度矩阵计算结果进行比较。结果分析表明：运用推导得到的刚度矩阵求解静态载荷下立管的变形是一种简便且准确的方法。     

柔性身管的RBF神经网络PID控制

由于舰炮身管的弯曲振动,传统的利用炮管轴角位移进行反馈控制的方法无法精确控制炮口指向。针对这一缺点,提出了一种利用炮口角位移作为随动系统位置环反馈信息的控制结构。为模拟身管的振动,应用多刚体动力学对舰炮身管进行了柔性体建模。为改进后的控制结构设计了基于RBF神经网络整定PID参数的控制器,并与传统PID控制器的控制效果进行了仿真对比,验证其对于提高随动系统控制精度的有效性。     

深水区软体排的铺设

土工织物软体排具有反滤、隔离、防冲及整体性、适应性强等特点,已广泛应用于水工建筑的各个方面,它能有效地防止水流直接冲刷江(海)底和因水流渗透作用而造成河(海)床的局部变形破坏,克服了传统防护结构中存在的很多问题,随着经济的发展,沿海沿江的水工建筑也逐步向深水、远岸方向发展,深水区的软体排铺设工艺也跟着向"深、险、难"方向延伸、进步,何谓深水区,目前国内还没有一个统一的界定,施工中一般认为水深大     

玻璃纤维增强柔性管组合荷载下极限状态分析

以玻璃纤维增强柔性管为研究对象,通过理论及有限元方法对其在内压拉伸组合荷载下的力学性能进行研究,最终得到其在组合和荷载的极限方程,该极限方程的计算结果与有限元算例结果高度吻合,证明了极限方程的可靠性,同时,该极限方程也为管道设计人员提供了可靠、简便、准确的内压拉伸组合荷载下极限状态校核。     

柔性立管构型比选及目标油田构型推荐

柔性立管是一种重要的立管形式,由于其在恶劣环境条件下具有优越的性能在海洋油气田开发中得到广泛应用。针对目前主要应用的立管构型进行介绍,并进行了深入对比分析。依托某油田开发方案设计,基于集中质量模型,利用Orcaflex 软件建模,对不同立管构型进行时域动态分析,得出立管最大有效张力、最小有效张力以及最小弯曲半径等数据,推荐适应目标油田的立管构型。