自升式平台桩腿海上对接过程中的碰撞问题

基于非线性有限元理论,研究自升式平台桩腿吊装过程中浮吊船与平台的碰撞问题以及桩腿移动就位时与平台上层建筑的碰撞问题,分析撞击过程中平台的变形、应力变化及结构失效等情况,计算出使平台不同区域发生破坏的临界碰撞速度,给出浮吊船在就位过程中的安装制动距离以及移动过程中与上层建筑间的安全距离和移动速度限制,为桩腿海上吊装作业方案设计提供参考。     

桩腿分段坠落自升式平台直升机甲板数值模拟

针对海上平台安装吊装作业中经常发生物体坠落现象,对人员和财产安全有巨大威胁的情况,基于非线性有限元理论和碰撞接触算法建立自升式平台直升机甲板模型,模拟自升式平台桩腿分段吊装过程中桩腿分段意外坠落撞击直升机甲板的问题,研究平台结构的应力分布、损伤情况,以及能量、撞深和碰撞力等参数的变化规律。讨论不同撞击速度下碰撞力和能量的变化,给出不发生塑性变形的临界碰撞速度,为现场桩腿分段吊装作业的安全提供参考。     

大型海洋平台整体建造技术的研究与应用

目前国内大型海洋平台由于受浮吊吊装能力的限制无法进行海上整体吊装就位,传统的建造方法是将平台分为几部分在陆上预制完毕在海中进行分片吊装拼接,这种建造工艺极大程度取决于海洋环境影响,不仅船机费用高,而且建造质量也难以提升.特别是胜利滩浅海区域根本就不能满足大型浮吊对工作水深的要求,因而也就无法利用浮吊进行吊装.为了解决这一技术难题,胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司成功研究并应用了大型平台陆地整体预制与海上就位安装等一系列相关技术.本文将分别对平台建造临时支撑系统、陆上整体预制技术、有轨托载整体装船技术、海上打桩技术和海上就位技术等进行介绍.     

自升式平台就位过程触底分析

针对自升式平台就位下放桩腿至海底时,桩靴与海底可能发生触底碰撞,造成桩腿、桩靴等结构损坏,影响平台安全的问题,为防止桩靴与海底的撞击力过大,通常限制作业环境条件.以某平台为例,基于三维势流理论和莫里森方程,采用频域方法研究就位过程中桩腿下放至接近海床时平台的水动力响应,考虑3种不同海况,以RAO分析结果为基础,参照模拟...     

大型海上风机吊装船的桩腿结构设计与强度分析

大型海上风机吊装船是用于安装海上风机的特种船舶,其桩腿结构设计与强度分析对于保证船舶的安全运行至关重要。由于风机吊装船的桩腿为型钢材料,发生材料失效的形式包括材料屈服和薄壁件屈曲。本文首先介绍钢材的屈服强度和屈曲强度校核准则,然后介绍大型海上风机吊装船的桩腿结构,结合海浪动力学模型进行风电桩腿的载荷建模。最后,结合有限元计算软件Ansys-workbench进行了风机吊装船的桩腿强度分析和仿真。     

海上风电安装船关键部位结构强度研究

海上风机吊装作业船是建设海上风电场的关键设备,具备自航、自升、运输、起重等功能,安装作业工况复杂。利用有限元软件对海上风机吊装船的船体平台和桩腿、桩靴、固桩架等关键结构的力学性能进行了较为全面的研究和分析。计算结果表明,船体和其他关键结构的强度与刚度均满足要求。研究工作有助于掌握和了解该船型的结构特点和各关键结构的应力水平,对结构设计和相应规范的制定有一定的参考价值。     

超大型风机安装平台自升状态下的运动响应频域分析

针对自升自航式海上风机安装作业平台在风浪较大的海上风电场区域作业时风、浪、流载荷较大,影响安全的问题,基于SESAM软件,建立海上风机安装作业平台有限元模型,在频域内计算了波浪载荷和运动响应传递函数,并进行响应谱分析。结果表明,平台运动响应受波浪周期和浪向角的影响较大,当桩腿接近海底时,有可能对导致桩腿触底,在船舶设计以及船舶实际作业时应注意避免这种现象发生。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

绞车轴瓦应力对附加载荷的响应机理分析

自升式风电安装船是海洋风电安装工程中的重要装备,摩擦绞车升降装置与桩腿、船体构成了自升安装船独立的升降系统。在升降装置的作用下,绞车提供牵引力完成放桩、升船等动作。海上作业过程中环境载荷的不确定性会使作业过程绞车升降系统受附加工作载荷,从而导致工作绞车容易发生故障,给作业系统的安全、稳定运行带来巨大的隐患。本课题从海洋38#风电安装船的外部作用环境和实船绞车轴瓦的失效情况出发,基于支撑桩腿、船体与海洋环境间的相互作用机理,分别分析了绞车轴瓦应力对冲击和振动的响应关系,并采用柔性体有限元仿真和刚体动力学仿真分析的方法,分析了绞车作业过程中的附加工作载荷。同时根据分析结果绘制了响应关系坐标图,进一步研究了工作过程中绞车附加载荷与绞车滚筒支撑轴瓦失效的机理关系。     

92500 DWT散货船上层建筑联吊方案设计

以92 500 DWT散货船上层建筑吊装方案为设计对象,针对该船厂上层建筑吊装必须由两台龙门吊联吊完成的实际状况,结合吊装条件及上层建筑结构特征进行上层建筑吊装方案设计。采用有限元方法对吊装载荷工况进行数值模拟,以验证吊装方案的可行性。     

半潜式起重拆解平台重吊作业可行性分析

文章以半潜式起重拆解平台重吊作业为研究对象,对吊机作业过程中可能涉及的典型工况进行计算分析,包括单台吊机起吊及卸载工况,单台吊机带载旋转工况,两台吊机联合起吊及卸载工况。通过对吊机不同作业工况的分析,确保平台配备的压载系统、压载舱的布置可以满足重吊作业需求。     

自安装式钻机结构模块化技术研究

在大型海上浮吊资源紧张的情况下,研究、设计出一种独特的钻机结构型式,使整台钻机仅借助于小吨位平台吊机就能顺利完成其海上自安装的过程。基于整体吊装的大模块钻机的结构型式,根据工艺流程、设备布置等原则对大模块进行“化整为零”式的拆分设计,拆分后的每一个模块都要满足结构强度、吊装能力限制以及小模块之间的连接强度的要求。崖城PFA钻机就采用这种小模块化的设计方法,规避了因浮吊资源紧张带来的项目实施风险,顺利完成了该钻机的海上自安装。     

海上风电浮船分体安装运动响应数值仿真分析

本文采用数值仿真手段分析浮吊船的运动响应以确定采用浮吊船进行风电机组分体安装的可行性。利用基于边界元法的水动力学数值仿真的手段,计算强峰1800和苏连海起重08两艘起重船的浮体运动响应RAO。采用频域谱分析的方法,计算随机波条件下两船吊钩位置的垂荡运动响应谱,并通过波浪谱统计规律确定船舶的最大运动响应以及加速度响应,以确定风电机组分体安装的可行性。     

海洋平台改造施工中大型设备的吊装

在海洋平台改造和维修项目中,经常需要进行大型设备的更换和安装等工作.当设备的重量超过平台吊车的起重能力时,设备的吊装就变得十分困难,在现有的2种方法中,利用大型浮吊完成吊装,或者借助平台结构设计辅助的吊装框架完成吊装,后者要比前者从成本上经济得多.以秦皇岛33-1南油田I期开发项目中老平台改造新增2台变压器吊装为例,介...     

自升式起重平台站立工况总体特性研究

采用有限元计算方法针对起吊能力800t的自升式起重平台站立状态在设计环境载荷作用下的桩腿强度、桩靴支反力、锁紧装置承载力、抗倾稳性及风、浪、流载荷影响因子等内容进行了分析研究,结果表明环境载荷作用方向90°时,桩腿UC值(实际应力与许用应力之比值)最大,对平台桩腿结构最为不利;风、浪载荷对桩腿UC值影响颇大,正确计算风、波浪载荷对平台结构安全评估有重要意义。     

全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。     

76000DWT散货船上层建筑吊点眼板的角度优化

针对某船厂76000DWT散货船上层建筑整体吊装的实际情况,对吊点眼板的角度进行优化分析,通过有限元数值仿真计算分析不同角度的吊点眼板在吊装时的应力及变形情况,绘制应力变化趋势图,找到最优角度。该角度在实际生产中不仅能同时满足两种浮吊的吊装要求,还能提前统一制造,保证吊装计划有序进行,缩短码头周期。     

大型上建总段双车联吊工艺研究

针对某9 400 TEU集装箱船大型上建总段因结构尺寸和质量超过单台龙门起重机的起吊极限这一问题,根据上建总段的结构特点,结合船厂设备设施的条件,提出双车联吊工艺方案。采用船体吊装模拟分析软件对上建总段吊装过程进行模拟仿真,计算双车联吊工艺条件下船体结构的变形和受力情况,完成吊装方案的校验,从而保证该上建总段的顺利吊装。     

Effects of structural flexibility on the dynamic responses of low-height lifting mechanism for offshore wind turbine installation

Installation complexities are one of the major challenges in the floating offshore wind turbine (OWT) industry. The modern concept introduced by the SFI-MOVE project is an effort to overcome the complexities by utilizing a low-height lifting mechanism. It is common to idealize a crane in the lifting mechanism as a rigid body since the structural deflections are smaller than the responses introduced by the other system components. However, structural flexibility can play an essential role in demanding offshore operations with smaller acceptable tolerances. In this study, lifting cranes are modeled using the finite element method and simplified by implementing equivalent 3D beam elements. Dynamic analysis is performed for various environmental conditions, and the responses of the crane structure and the OWT are calculated for each load case. This research reveals that crane structure flexibility influences the relative motion between a floating spar buoy and an OWT during mating operations. Crane structural flexibility contributes significantly to the OWT rotations. In addition, the response deviation between using rigid and flexible cranes increases as the excitation force increases. Therefore, it is recommended to consider the crane structural flexibility in the calculation when strict installation tolerances are needed.