基于计算流体动力学的海洋导管架平台钻井隔水导管涡激振动评估

为评估海洋导管架平台钻井隔水导管在涡激振动下的安全性,基于计算流体动力学（CFD）,数值模拟了隔水导管在海流作用下的涡流形态和频率,分析了涡激振动对隔水导管位移和应力的影响。结合海洋导管架上多导向孔约束的隔水导管工程边界条件,形成适用于海洋导管架平台钻井隔水导管涡激振动的工程分析方法。当绕隔水导管的海流对隔水导管产生周期性横向力,并以接近隔水导管的固有频率作用于隔水导管时,会导致涡激振动;由于导向孔的支撑作用,导向孔间的振动形式通常为驻波形式,按照1年、100年重现期的海况计算,涡激振动的风险较小;若隔水导管与导向孔存在间隙,流速的大小确定了隔水导管与导向孔是否会接触,从而影响隔水导管涡激振动的发生;与大流速情况相比,小流速更有可能引起隔水导管的涡激振动,但由于导向孔能够限制涡激振动能量的累加,因而保证了隔水导管的安全。     

隔水导管支撑井口平台关键技术

为经济有效地开发边际油田，提出一种利用隔水导管及表层套管组成的复合结构进行承载的新型简易平台形式。以渤海某边际油田开发为例，从灌浆连接强度、复合桩竖向承载力、复合桩变截面对p-y、t-z、Q-Z曲线的影响以及简易平台钻井工况等4方面重点分析隔水导管支撑井口平台与常规导管架结构设计的不同之处；结合规范对传统设计内容和方法进行补充和改进。结果表明：灌浆连接强度、隔水导管复合桩竖向承载力和钻井工况均可满足规范要求，且在常规隔水导管入泥深度范围内变截面对土壤曲线的影响较小。以上分析为隔水导管支撑井口平台设计提供了新的思路和参考。     

导管架平台隔水导管打桩优化设计研究

为解决陆丰13-2导管架隔水导管打桩作业防斜及打桩过程控制问题,对该油田9口井槽隔水导管打桩作业从打桩设备的选用到打桩作业顺序优化设计进行分析研究,同时将隔水导管打桩优化设计结果与现场所收集的数据进行对比,对打桩作业进行全程监控和指导。研究表明,开展隔水导管打桩优化设计研究能够很好地指导现场打桩作业。     

深水导管架的运输分析

大型导管架随着国内深水油气田的开发被逐步地采用。导管架拖航由站立运输方式转变为平躺运输方式，运输工况制约水平层桁架的布置和杆件的选取，导管架的重量和尺度对驳船的选择也具有较高的要求。介绍了深水导管架拖航的分析方法和原理，对影响稳性、运动、结构等敏感性参数做了进一步探讨。     

海上新型组合隔水导管抗冰极限承载力分析

为了提高海上钻井隔水导管抗冰承载能力,提出一种组合式钻井隔水导管,基于弹塑性力学基本理论,利用有限元分析软件ANSYS建立组合结构极限承载力计算模型,对不同组合方式的隔水导管结构抗冰极限承载力进行对比分析.结果表明,组合隔水导管结构相比单层隔水导管结构抗冰极限承载力提高幅度可达40％以上.     

利用隔水导管提高平台承载力的方法

针对渤海老平台桩基承载力不足的问题,提出一种利用隔水导管的剩余承载力提高导管架平台承载力的方法。为验证隔水导管作为导管架平台的持力结构的有效性和安全性,以渤海某平台修井机升级改造项目为例,通过改变导管架和组块与隔水导管的连接方式,按照第一水平层刚性连接、工作甲板斜撑连接及组合方法分别进行计算分析,计算结果表明,连接后荷载传递有效,传递效率最大可以达到26.06%;单根隔水导管附加荷载不超过960 kN,可以满足自身强度和稳性要求;平台桩腿受力减小,连接部位杆件受力增大,需要进行结构加强;导管架和隔水导管顶部水平位移均有减小,最大可降低9.56%和24.52%;不同组块连接方式中,荷载传递效率受到连接结构的刚度影响,连接结构刚度增大,荷载传递效率提高,隔水导管在满足井口稳定的基础上,可以起到承担平台荷载,提高平台承载力的作用。     

深水导管架安装设计方法

桩基式导管架平台正逐步由浅海向深海发展。深水导管架由于其质量与外形尺寸巨大，对设计、建造、安装提出了更严格的要求。叙述了深水导管架安装分析的一般过程和方法，介绍了MOSES程序在深水导管架安装分析中的使用。     

PY30-1导管架滑道梁布置及施工方法

介绍番禺/惠州油气田项目PY30-1导管架陆地建造期间的滑道梁布置及施工方法.由于本次导管架滑道梁布置及施工方法是首次采用,而且在中海油系统内为首次采用,所以有必要介绍其方案特点及施工过程,并为今后大型深水导管架陆地建造期间的滑道梁布置及施工提供参考.     

深水导管架上部模块浮托安装过程疲劳分析

深水导管架在海上浮托施工设计中存在高撞击力,撞击力幅值过大会使某些关键杆件产生超应力,导致局部节点产生低周疲劳,给导管架的使用寿命带来不利影响。对此,介绍深水导管架浮托法安装过程中的疲劳损伤计算方法,涉及边界条件的处理和拖船、上部模块及导管架之间载荷传递的模拟,结构响应计算,节点疲劳估算等。应用不同的S-N曲线,分别考虑高周和低周疲劳,计算某导管架上部模块在安装组对阶段其桩腿与上部模块对接位置的疲劳损伤。对计算结果显示的薄弱位置进行加强,从而为浮托安装作业提供技术指导和安全保障。     

PY30—1导管架滑道梁布置及施工方法

介绍番禺，惠州油气田项目PY30-1导管架陆地建造期间的滑道梁布置及施工方法。由于本次导管架滑道粱布置及施工方法是首次采用，而且在中海油系统内为首次采用，所以有必要介绍其方案特点及施工过程，并为今后大型深水导管架陆地建造期问的滑道梁布置及施工提供参考。     

锦州25-1井隔水导管承载力及井口稳定性分析

针对渤海油田锦州25-1井隔水导管在钻入过程中遇阻,未下入到位,且未采取固井措施的情况,采用建立隔水导管受力模型及有限元模型的方法,应用ANSYS软件分析该井隔水导管在风、流、冰荷载作用下的承载力及井口稳定性,确定在最危险工况下和承受防喷器重量时隔水导管承载能力满足作业要求,在复杂环境荷载作用下井口稳定性满足要求。     

深水FPSO立管导管及基座结构设计分析

以一艘深水超大型FPSO柔性动态跨接软管的导管及基座结构为例,介绍立管导管及基座的总体布置和详细设计对基本设计的优化.立管导管及基座结构设计考虑了FPSO在位操作、极端环境、跨接软管海上安装、立管事故、FPSO船舱破损和远洋拖航等工况.按某石油公司企业标准要求开展了立管关断阀油气泄漏扩散、燃爆连锁风险定量分析,确定了立管导管及基座结构设计爆炸超压,分析了立管导管及基座结构抗爆炸事故工况的强度,进行了立管导管及基座结构被动防火设计.基于疲劳累积损伤的分析方法,预报了立管导管及基座结构的疲劳寿命.     

大型导管架的装船分析

装船工况是桩基式平台导管架安装分析的重要组成部分,随着桩基式平台水深增加和结构形式的复杂化,拖拉装船过程对主结构的部分构件成为主控工况,设计理念也在不断扩展.结合近年来若干工程项目的实际事例和摸索出的实践经验,针对深水导管架工程,对不同结构形式下分析方法进行了阐述,旨在拓宽设计思路,满足深水工程不断发展中的新要求,解决设计中的难点.     

超大型深水导管架总装垫墩的设计

本文针对国内某大型深水导管架结构总装的实际需求,详细阐述了大型深水导管架结构总装垫墩的设计过程。采用ANSYS和SACS有限元软件分析与手工计算相结合的方法对垫墩进行设计和计算。此外,对垫墩强度、稳定性、水泥滑块强度和地基承载力等部分也进行了校核分析。     

大型深水导管架封隔器安装工艺

近些年来,在我国经济的不断推动下,海洋工程得到了飞速的发展,海洋深水项目不断增大,对于导管架的需求量也在不断的增大。其中,深水导管架封隔器作为导管架的重要附件之一,其安装工艺和水平对于与导管架在海洋工程中的应用水平有着直接的关系。因此,本文针对深水导管架封隔器的应用范围及其安装工艺进行分析和探讨,希望能够为今后我国海洋工程中的大型导管架的应用和安装提供参考,也为今后我国海洋工程的进一步发展提供助力。     

冰级导管桨冰块阻塞对导管脉动压力的影响

为研究冰块阻塞作用对于导管脉动压力的影响,借助CFD商用软件,基于非定常RANS方程对导管桨运行过程中导管脉动压力展开分析。首先通过导管桨敞水模型试验,获取导管桨敞水性能曲线,从而对CFD计算精度进行校验。在此基础上,通过在导管前方不同位置布置冰块,监控导管内壁的脉动压力,获得冰块阻塞作用对导管内壁脉动压力的影响规律。研究结果表明,随着冰块趋近,阻塞作用增强,破坏导管桨进流场的对称性和均匀性,并引发导管内壁强烈的周向脉动压力梯度,同时脉动压力最大值也随冰块趋近而增加。进一步分析显示,导管内壁最大脉动压力位置对应导管桨前方进流场轴向速度周向梯度的最大正值处。     

导管架靠船墩结构选型与影响因素分析

导管架墩台结构作为一种透空式轻型码头结构,尤其适用于复杂的外海深水环境。针对导管架结构形式多样和合理选型的问题,依托舟山市册子岛30万吨级原油码头工程,开展了导管架靠船墩的结构选型研究,并分析了结构布置因素对优选的导管架靠船墩的性能影响。分析结果表明,X形导管架结构的力学特性最优,而两种K形结构的经济性最优。结合外海深水码头的受力特征,优选X形导管架结构。同时,该优选结构的影响因素分析表明,支撑层数和背海侧腿柱斜度对结构性能影响较大,而支撑层间高度对水平刚度影响较大而对承载能力影响较小,需要结合导管架结构和下部桩基承载和变形要求优化参数配制。     

平台桩腿对隔水导管冰力的掩蔽效应

本文首先介绍了掩蔽效应的概念,阐述了从工程实际出发研究冰力掩蔽效应的必要性,研究了平台桩腿对隔水导管冰力的掩蔽效应的机理.对冰力模型试验数据进行分析,得出了不同结构型式下桩腿对隔水导管的冰力掩蔽系数,研究了结构型式对掩蔽系数的影响,为工程设计和计算提供了参考.     

文昌14-3深水导管架的建造

海洋石油工程的发展是国家海洋事业的重要组成部分，而海洋工程中的平台制造是海上油气田开发的基础和保证。而随着现在工程越来越向深海区域发展，建造深水导管架必然将成为未来海洋工程发展的主流。以文昌14-3WHPA深水导管架的建造为例，介绍深水导管架在海洋工程中的建造过程、应用的新技术以及技术难点。     

深水导管架滑移下水的安装分析技术和设计方法

导管架滑移下水是安装重型导管架的一种常见的方式,20世纪70年代初国外已开始在海上实施导管架的滑移下水,80年代初,有关导管架滑移下水的数值模拟分析和安装技术已趋于成熟.随着我国对海上深水油田的进一步开发,吸收国外的先进经验,掌握这方面的分析技术并应用于我国深水开发工程上的需要尤为紧迫.在参阅OTC论文、国外的相关出版物和规范的基础上,对导管架滑移下水过程的分析方法和设计方法进行了论述,并结合一个工程算例加以分析,算例中使用的软件为MOSES.