海上钻井平台抛锚就位过程问题分析及解决办法

在中深水水域,海上钻井作业平台一般以半潜式钻井平台(以下简称"平台")为主,平台的就位由自身携带的8个大抓力锚固定,且各锚链以相互夹角约45°呈米字形排列散开,平台(井位)位于米字形中心。锚链的出水长度由所处的水域水深和底质决定。平台的抛锚作业一般由三用工作船协助完成,在抛锚作业中,常常会遇到锚抓力不够、锚位偏离、锚链堆底及锚链环退不到位等各种情况。     

锚链直径对船舶锚泊能力的影响

从减轻船总体负担、采用链径更小的海洋系泊链的设计需求出发,以单个链环为微元对锚链在锚泊状态所形成悬链线方程进行推导,建立锚链在典型锚泊状态下的悬链线方程,并以此为基础完成不同链径锚链在抛锚长度、最大可承受环境力、最大抛锚深度等方面的计算分析。结合计算结果和船舶实际使用情况,对采用不同链径锚链的锚泊能力进行综合分析后认为,虽然链径较粗的锚链的理论锚泊能力较强,但若采用霍尔锚等非大抓力锚,或对锚泊水域面积无明确要求、没有在深水中抛锚的特殊需求等,则可以选用链径相对较细的海洋系泊链代替目前规范中规定的电焊锚链。     

锚链筒与抛起锚的关系

分析了抛起锚过程中锚杆在锚链筒中及锚唇处的受力情况,由此给出锚链筒夹角的验算方法及锚唇的最小半径计算公式.     

应用重叠网格方法的单点系泊FPSO数值模拟

浮式生产储油装置系统在深海油气的开发与存储中有着重要应用.其中,FPSO的风标效应以及多浮体旁靠成为值得研究的内容.为了更好地研究FPSO的风标效应及旁靠问题,文中将锚链系统写入了重叠网格模块中.利用基于开源平台Open FOAM开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU,对带有锚链的单点系泊FPSO的运动响应进行模拟和分析,以验证锚链系统在重叠网格模块中的可靠性.文中对只放开一个自由度的带锚链的FPSO进行垂荡衰减运动模拟,并与模型试验进行对比,以验证数值模拟的可行性和可靠性.计算分析的结果验证了利用CFD技术和重叠网格方法对带有锚链的FPSO运动的有效性,同时分析了锚链受力情况.     

巧用缆绳解除锚链绞缠2例

<正>0引言船舶在锚泊过程中,有时锚爪会意外钩起废弃的锚链,有时会发生锚链卡在锚爪与锚杆之间或锚链缠绕在锚杆上等意外状况。如何根据锚链绞缠情况,选择既经济又快速有效的方法,值得思考和经验积累。本文介绍2个使用船舶缆绳清解锚链绞缠的案例,供同行借鉴。1锚爪意外钩住废弃锚链的清解方法2010年7月,某船在南非RICHARDS BAY港起锚时,发现其锚爪意外钩住废弃锚链。考虑到若采用松锚重起的方法,则锚和锚链同时下落,效果不会理想,因此,采用使用缆绳和钢丝清解绞缠锚链的方法。将锚绞高(低于锚穴),用钢丝通过导缆孔将锚链挂住,钢丝系令扣通过绑扎带与缆绳琵琶头相连,然后松锚,导缆孔与锚穴之间有一定的距离,锚与挂住的锚链自然会     

单锚链的缠结与清解

锚设备在使用过程中稍有不当会出现走锚、锚链间的绞缠,有时还甚至会出现单锚链缠结的罕见现象。本文就2002年4月UF轮于新加坡锚地发生单锚链缠结的情况及事后的清解过程作一介绍,并就预防该类事件的发生提出些建议。     

趸船内八锚锚链受力分析

针对码头结构设计规范中关于内八锚及地牛受力计算的规定不明确的问题,参考水下锚链计算推导过程,根据静力平衡分析,列出悬链平衡方程,求解得出内八锚锚链悬链线标准方程,并通过曲线积分得到悬链线长度的计算公式。考虑到内八锚锚链在岸坡上拖锚的特殊情况,引入岸坡出坡点处斜率k,采用静力分析方法,得出锚链最大拉力、地牛拉力的计算公式。结果表明,锚链悬空段最大拉力出现在岸坡出坡点处,锚链最大拉力出现在地牛处。研究成果可为类似工程提供参考。     

某丢锚、丢链事故的思考与警示

近年来,业内多艘船舶在航行中发生锚和锚链下滑入海、灭失事故,造成船期和财产的损失。原因可能是锚机设备存在隐性故障,也有可能是锚固定措施未做到位。通过现场调查,发现有的船员在固定锚的措施上存在操作错误,最终导致锚和锚链的丢失。本文以某船在航行中锚和锚链丢失事故为例,分析锚和锚链的受力状态,指出锚和锚链丢失的根本原因,并提出应对措施。     

具有浮子的组合锚链线静力特性研究

在无流速、忽略锚链拉伸变形的条件下,对具有浮子的组合锚链线的静力特性进行理论分析,以隐函数方程的形式给出锚桩处锚链与水平线夹角的计算式,以参数方程的形式给出锚链线坐标及张力的解析解。算例表明,描述锚链线形状的参数方程是合理的。     

悬链线公式推导及在锚链设计中的应用

针对现有水运规范和手册对锚链设计计算方法不足的问题，进行理论推导和数值解决方法研究。采用悬链线理论推导方法，得出锚链拖地形态基本曲线方程，并进一步列出锚链不拖地情况和锚链中间有沉块情况的补充方程。结果表明，可以采用本方法结合数学软件准确求解锚链拖地、不拖地、中间有沉块等各种工况下的曲线方程，以及起锚角、抛锚距离、锚拉力等各参数。     

流花浮式平台锚链系统安全评估

以中海油深圳公司流花11号半潜式钻井平台锚链系统为例,运用大型有限元软件MSC-MARC进行大量计算,在给定平台运动参数的基础上,分别用理论推导和数值模拟计算出锚链悬链线张力,并对锚链环进行静力接触分析,以校核丢失横档后锚链环的强度及安全系数,同时基于API规范对锚链的疲劳寿命进行校核,为锚链的强度设计和风险评估提供一种行之有效的方法。     

船用锚链发展及标准化现状

主要航海和造船国家均有自己的锚链标准/规范。虽然各标准在主要概念和使用上基本相同,但在具体的定义、选材、尺寸公差和设计方面仍有差异,给设计单位、船厂和锚链配套企业的材料选用和生产锚链带来了诸多困扰。此外,在长期使用过程中,也发现了这些标准中的一些与实际情况或使用不匹配的问题,亟待梳理与升级。文章主要从材料等级、设计尺寸和制造公差3个方面分析了各个国家现行标准和船级社规范对船用锚链的异同点,为船用锚链标准的统一和进一步标准化提供了依据。     

失蜡铸造锚链连接链环

整根船用锚链一般都由数节长为25～27.5米的锚链段连接而成。而各节锚链之间大都采用连接卸扣和连接链环加以连接。由于起锚时连接卸扣在通过起锚机的链轮时,常会产生跳动现象,故使用部门多数喜用连接链环代替连接卸扣来连接各节锚链。但连接链环的制造较为复杂,以往常是采用机械加工的方法进行制造,工艺复杂,工序繁多,加工时所用专用刀具耗损较大,故产量不高,有供不应求的情况出现。近年来,各地生产部门为了改变这一现状,     

锚唇受力分析

分析锚泊状态、抛锚和收锚状态、锚存状态和极端状态中锚与锚链的运动情况,确定锚链和锚对锚唇的作用方式,建立锚唇受力的计算公式,根据实际锚泊经验,选取不同船型,分析锚唇受力极值以及锚自身质量、水中锚链长度等因素对锚唇受力的影响。     

锚链扭转状态下的力学响应分析

在海洋平台的锚泊系统中,锚链常会产生扭转并导致链环处于很高的应力水平,影响锚链的安全性。文章首先介绍了锚链在不考虑摩擦条件下的扭转响应理论模型;然后通过非线性有限元分析,研究了无档和有档两种锚链在扭转状态下链环的应力分布、链环间接触区域的变化过程、以及锚链扭矩和链环间隙在扭转过程中分别与扭转角度之间的关系;最后,通过对大量有限元分析结果进行拟合,提出了锚链在扭转过程中能够考虑摩擦影响的扭矩估算经验公式。研究结果对更好地了解和评估锚链扭转状态下的安全性能具有参考意义。     

考虑腐蚀磨损的全生命期内锚链极限强度和疲劳演变分析

系泊锚链在海洋环境中会受到整体腐蚀以及链环磨损的影响，在环境载荷的作用下极易出现疲劳破坏和极限破断问题。本文以无档锚链为研究对象，根据南海典型海况建立考虑腐蚀磨损的系泊锚链关键位置全生命期的损伤模型；提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链极限强度演变评估方法，采用有限元法计算锚链极限破断张力；提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链OPB疲劳损伤评估方法，利用热点应力集中系数根据张力时程曲线和转角时程曲线，采用雨流计数法进行疲劳损伤演变评估，分析磨损和腐蚀损伤对锚链性能的影响。计算结果表明，锚链的腐蚀和磨损导致极限破断张力不断下降，疲劳损伤逐渐加剧，是锚链生命周期性能评估不可忽视的因素。     

船舶抛锚水深与单次出链长度

为使锚体在深水中落底后及时抓牢底土并确保安全锚泊,文章从锚链自由降落运动数学模型建立锚链降落运动方程,推导出每次可松出的锚链长度随抛锚水深等参数变化的数学表达式,并通过该数学表达式以实船为例计算出决定其抛锚方式的水深值。由于锚链强度、单位锚链重量、锚机的额定刹车负荷均取决于船舶舾装数,文中所述的单次出链长度同样适用于舾装数相同或接近且舾装了同一规格锚链的同类型船舶。     

锚链表面抛丸立式清理设备的设计与研制

锚链表面执丸立式清理设备是我院为锚链生产厂和船舶修造厂设计研制的锚链表面清理设备。本设备为立式清理设备，可对各种规格的焊接锚链和铸钢锚链进行表面抛丸清理，可使锚链表面的锈蚀、附着氧化皮、铸造型砂及其其它杂物得到彻底的清除，锚链表面的清洁度可达到Ｓａ２．５级以上，并具有理想的表面粗糙度，从而提高了锚链表面与涂料涂层之间的粘附力，并可消除锚链表面的焊接应力，在锚链表面产生能提高疲劳强度的表面压缩应力。     

基于优化算法的锚泊系统设计数值方法

港口系泊系统的设计关系到船舶停靠的安全问题,是船舶与海洋工程研究的热点之一,以往的研究中,对于动荷载的考虑较少。在动荷载的基础上研究港口系泊系统的设计,首先,分析了港口系泊系统主要组成的钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和抗拖移锚的受力情况;然后,基于物体受力平衡方程以及悬链线模型建立了系统受力模型,采用遗传算法进行数值模拟求解;最后,通过MATLAB编程得出了在不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域,并讨论了各影响因素对系泊系统组成部分的影响程度。     

大型工程船舶锚泊移位系统研究

为了实现大型工程船舶的准确定位和移动,结合船舶锚泊系统模型,提出了以实现所有锚链张力值方差最小为目标函数的最优控制策略,制定了移位系统控制方案,并根据水平面至导缆孔部分锚链和水下锚链受力的不同,采用系数法将整条悬链线等效为两成分锚泊线,对传统悬链线方程作出改进.具体算例和分析表明:改进的悬链线方程更符合实际工程情况,采用该最优控制策略设计的移位方案简单可行,实现了锚链张力的合理分布和船舶的准确移位.