基于Cable3D钢悬链式立管数值及试验分析（英文）

钢悬链线立管(SCR)在油气田得到广泛应用,涡激振动(VIV)是SCR研究核心问题。本文采用大挠度细长梁理论和涡激振动模型(VIV)(Cable3D涡激振动模型考虑两方向的流-结构相互作用)来求解耦合加速度。同时,对加速度时程响应进行测试和数值计算,振幅时程计算结果较为理想。通过波动平衡位置、加速度极值和标准差分析表明,考虑两向流固耦合,Cable3D可以满足响应计算精度要求,且证明了该程序对VIV分析是可靠的。文章研究成果能为Cable3D的SCR的计算和分析提供一些实用合理的建议,但提高SCR的精度仍需进一步研究扩展。     

船舶高压SCR系统设计及结构可靠性验证

基于MAN-ES船舶主机参数,自主开发了船舶废气高压SCR系统,对系统设计原理、组成、流程及关键设备进行阐述。搭建了全尺寸高压SCR试验台架,对其进行力学分析及校核,并通过模拟仿真及振动试验测试手段,验证系统结构可靠性。结果表明,系统设计可满足主机排气相关作用力的影响;SCR运行时,会增加主机振动响应,尤其是主机在25%负荷下,其测试位置处的振动响应达最大值25.77 mm/s,增幅约为30%;主机在100%负荷下,反应器横向振动响应达最大值11.47 mm/s;尿素增加对系统振动影响可忽略。     

海洋平台减振装置设计及振动控制仿真研究

提出一种海洋平台振动控制方案,将减振装置安装于平台相似模型上,根据平台模型结构和受到的激励不同,分别设计了控制垂直和水平振动两种结构形式.为了更有效地控制平台的振动,在不同结构参数下进行了振动控制仿真分析,得出了振动控制效果最好的参数区间.     

海洋平台结构振动控制研究综述

海洋平台结构的振动将会影响工作人员的身心健康,导致结构疲劳和破坏,降低平台的实用性、生存性以及可操作性,给海上油气顺利开采带来一系列的威胁。本文主要对海洋平台结构振动控制的研究和应用现状做了简要的介绍,并重点介绍了被动控制、主动控制以及半主动控制技术。最后提出了海洋平台结构振动控制存在的一些问题。     

海洋平台结构振动超标分析方法研究

针对某海洋平台甲板结构振动超标的问题,依次选取甲板板格、加筋板单元以及甲板板架为分析对象,研究了求解平台甲板板格、加筋板单元振动固有频率的解析方法以及板架结构振动固有频率的数值预报方法,对振动超标区的甲板结构振动固有频率进行了计算研究,并与试验结果对比。研究结果表明,平台甲板结构出现振动超标的主要原因是板架结构中加筋板单元的振动固有频率与激励频率重合引起的结构局部共振。所得计算方法和流程可应用于类似工程结构的振动预报和设计,具有一定的工程意义和研究价值。     

多功能施工平台在恶劣环境荷载下结构动力响应

自升式多功能施工平台结构刚度小,受近海大波浪、长周期涌浪等恶劣荷载影响,结构动力响应剧烈。结合线性化的莫里森方程和随机波浪理论,以自升式多功能施工平台为原型,利用ANSYS有限元软件分别对平台模型进行了模态分析和瞬态动力响应分析,得到了平台结构的频率特性和振动特性,为平台的安全性和可靠性评估,以及如何控制平台结构的振动响应提供了理论基础。     

海洋平台振动噪声评估与标准化研究

振动噪声会影响海洋平台工作人员的身心健康,还可能导致结构的疲劳损坏,降低平台的实用性和生存性。文章针对海洋平台设计建造过程中的振动噪声控制流程进行系统性分析,为平台振动噪声控制标准化提供依据,并对设计过程中的振动噪声评估方法进行阐述,可为平台设计中的减振降噪提供技术指导。     

拖曳式试验系统拖缆平台振动测试与分析

工程应用中,拖曳式试验系统拖缆平台存在明显的振动现象,振动产生的辐射噪声会对环境声场产生影响。基于拖缆平台的结构及运行原理,分析其内部的主要激励源,并进行现场振动测试。测试试验对平台支柱、绞车系统和隔振装置的振动信号进行了测量和分析,结果表明,平台支柱存在一定程度的振动,绞车机架振动主要由传动装置激励产生,隔振螺栓隔振效果不佳。测试数据及结果可为系统在工程应用中的优化设计和振动控制提供参考。     

拖曳式试验系统拖缆平台振动测试与分析

工程应用中,拖曳式试验系统拖缆平台存在明显的振动现象,振动产生的辐射噪声会对环境声场产生影响.基于拖缆平台的结构及运行原理,分析其内部的主要激励源,并进行现场振动测试.测试试验对平台支柱、绞车系统和隔振装置的振动信号进行了测量和分析,结果表明,平台支柱存在一定程度的振动,绞车机架振动主要由传动装置激励产生,隔振螺栓隔振效果不佳.测试数据及结果可为系统在工程应用中的优化设计和振动控制提供参考.     

45000 DWT散货船机舱平台局部振动分析

针对45 000 DWT散货船机舱区域进行了有限元局部振动分析,结合实船振动测试报告,判断机舱平台是否有足够的频率储备来避免共振.通过改变结构的固有频率或激振力频率可以避免共振.该船已经建成,只能通过调整振动区域结构的刚度来解决共振,最终通过结构加强等措施使机舱平台避免发生较大振动,并对今后机舱设计中如何防振减振提出了建议.     

在役海洋平台新增大型动设备引起的振动分析

针对在役海洋平台因新增动设备引起的振动问题，梳理了设备激励下的平台结构振动分析流程和评价准则。以某在役平台及其新增橇装透平发电机组为例，应用SACS和ANSYS软件建立数值仿真模型，进行结构模态和动响应分析，计算和评估橇装设备与平台结构的频率裕度，以及甲板在设备激励下的局部振动响应。结果表明：平台的结构频率储备和局部振动响应值分别满足ISO标准和CCS指南的要求。评估方法可为在役平台新增橇装动设备提供技术支持。     

深水半潜式平台钢悬链立管提升过程模拟分析

针对国内首个半潜式生产平台的钢悬链立管（steel catenary riser,SCR）的安装过程进行研究，给出了适用于半潜式平台的SCR张力转移、提升和就位方案。结合浮式平台和立管布置特点，给出立管提升系统锚链下放点初步位置，并用数值方法对SCR张力转移、提升和就位过程进行模拟。在空管和注水两种工况下给出了SCR顶部张力、立管与旁通最小净距以及立管顶部的倾角，进一步验证了论文提出的安装方案的可行性，同时给出了立管提升系统需要的最大张力，为保障海上施工现场安全提供技术支持。     

导管声子晶体结构带隙特性研究

海洋平台导管结构常受到洋流、台风等激励而振动,低频振动控制是评估海洋平台安全性的重要指标。针对海洋平台导管受低频振动控制问题,设计了基于布拉格机理的一维声子晶体导管。利用有限元法得到周期结构的带隙特性,然后分析一维周期声子晶体导管结构的纵向能带特性,在一维周期导管结构能带结构的基础上,进一步研究了周期结构单元的密度、弹性模量等材料参数和晶格常数、组分比、厚度等结构参数对一维周期导管结构的纵向振动带隙特性影响规律。结果表明:晶格常数和材料的组分比对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响明显;导管壁厚、导管密度和弹性模量对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响很小。     

基于颗粒阻尼技术的海洋平台结构减振试验研究

海洋平台桁架结构长期处于强紫外线的工作环境,传统的粘弹性阻尼减振方法存在易老化等问题,而颗粒阻尼结构简单,能适应恶劣的工作环境.本研究以海洋平台桁架结构为研究对象,通过试验研究颗粒填充率、颗粒直径和密度等参数对桁架结构减振效果的影响规律.试验结果表明:颗粒阻尼对海洋平台桁架结构具有较好的减振性能;颗粒密度和填充率对系统的减振效果影响明显;颗粒直径只在高频振动时对桁架结构的振动有影响.试验结论为海洋平台桁架结构的减振提供了一种新的思路.     

海洋固定平台模块钻机振动分析

针对海洋平台模块钻机钻井过程中发生的振动问题,以锦州25-1南油田某模块钻机为例,基于SACS结构分析程序对钻机结构振动特性进行计算分析,主要包括钻机整体结构自振特性以及主要振动设备支撑结构局部自振特性,为解决大型振动设备与结构共振问题提供分析基础及数据参考。     

新型深水工程勘察船振动预报分析

作为深水油田开发勘探装备的新型深水工程勘察船,结构设计必须充分考虑预防结构有害振动的产生,以满足深水勘察的作业要求。采用三维有限元整船建模,对新型深水工程勘察船进行了船体结构的振动计算分析,包括船体总振动、上层建筑、机舱、井架、桅杆、直升机平台等局部结构振动的固有频率计算以及总振动响应预报。分析计算结果对优化船体结构设计提供了必要的技术支撑。     

加筋圆柱壳体支撑结构振动传递特性试验研究

支撑结构型式和布置位置对加筋圆柱壳体内振动传递特性具有重要影响。文中设计了加筋圆柱壳体试验模型装置,内含壳体支撑结构、平台支撑结构和舱壁支撑结构,开展了加筋圆柱壳体模型的振动模态试验和传递特性试验。以振动传递函数为评价指标,研究了不同频率下支撑结构至加筋圆柱壳体表面的振动传递特性,得出振动传递特性在低频时很大程度上受到壳体结构振动模态的影响。提出等效振动传递函数概念,分析了支撑结构的型式及布置对加筋圆柱壳体传递特性的影响。试验研究结果有助于控制动力机械设备的中低频振动传递,对加筋圆柱壳体内支撑结构的声学设计具有参考价值。     

波浪荷载作用下海洋平台半主动控制试验研究

为研究半主动控制方法对波浪荷载引起海洋平台振动控制的效果及特点,以一典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1∶50比例设计海洋平台结构模型,以磁流变阻尼器为半主动控制实现装置,优化设计半主动控制系统.在此基础上进行了规则波和不规则波2种工况下波浪水池模型试验,对平台在波浪荷载作用下的减振效果进行了研究.试验结果表明:磁流变阻尼器半主动控制系统能够对平台结构的振动进行有效地控制,且控制效果较稳定.     

海洋平台低频线谱振动控制方法研究

针对已建海洋平台结构低频（30Hz以下）线谱振动控制难题,基于吸振原理,开展了低频线谱振动控制方法研究。讨论了动力吸振器与振动系统主结构最优质量比、阻尼比、频率比的取值范围,以及动力吸振器最优布置数量、布置位置等。以典型海洋平台板架结构为例,建立有限元模型,验证了动力吸振系统化方法的有效性,在此基础上,针对某海洋平台振动超标问题,开展了动力吸振系统化方法的工程应用研究,旨在为海洋平台低频线谱振动控制提供方法依据。     

支线集装箱船发电机平台结构振动分析模型化探索

重点研究在船舶发电机平台这类结构上安置有大型设备的结构振动有限元分析模型的合理性.通过对比研究发电机平台区域的均匀分布质量和大型集中质量其不同有限元模拟方法的优缺点,总结出一套快速、高效、准确的发电机平台振动预报有限元模拟方法.该发电机平台有限元模拟方法能够在详细设计阶段对发电机平台板架的固有频率实现快速准确预报,避免发电机平台板架与主机、螺旋桨等船舶主要激励源发生共振,从而实现发电机平台区域的振动控制.