新型导管架复合式深吃水半潜平台概念导管架对平台整体垂荡、横摇和纵摇运动的影响分析

导管架复合式深吃水半潜平台是近年来为了适应南海恶劣海况而提出来的新型干树半潜平台概念,主要由传统的深吃水半潜平台和导管架两部分组成。导管架的设计主要是为了支撑上层甲板结构,提高平台稳性和气隙性能。文章主要针对该平台概念的垂直平面运动进行分析,对不同海况下平台系统的数值和模型试验的结果进行了对比分析,运用频域分析方法分析了该平台与传统半潜平台之间的区别。并重点分析了导管架部分对平台垂直平面内的运动造成的影响。结果表明,该平台概念较传统的半潜平台而言具有较好的垂向运动性能,而且导管架部分对平台垂直面内的运动影响较小,导管架设计的主要优势并未受到较大的折减。     

深吃水半潜平台运动响应分析及模型试验分析

针对某深吃水半潜平台在实际海况下的运动响应问题,基于AQWA,对深吃水半潜平台频域和时域下的运动响应进行数值模拟,并开展半潜平台的模型试验,分析6自由度幅值响应算子(RAO)和不规则波下的运动响应。比较由2种方法获得的RAO响应曲线和极限海况下的运动幅值,证明数值方法正确,该深吃水潜平台的运动响应模拟结果满足设计要求。     

导管架平台的结构可靠性分析

由于平台长期处于恶劣自然环境中,其可靠性分析成为当前海洋结构基本性能研究的主要方向。针对空间导管架海洋平台,采用有限元分析方法对结构在随机载荷作用下的可靠性进行分析。考虑5种不同的设计波浪工况,基于Morison公式和线性波理论,分析结构的环境载荷,利用ANSYS软件分析空间导管架平台的响应。选取其中的危险工况,基于导管架平台结构位移和应力的失效模式,选取结构尺寸、材料参数及波浪载荷为随机变量,采用APDL语言结合Monte Carlo模拟对海洋平台的结构可靠性进行分析。结果表明,该方法可用于求解固定式平台结构在风浪流载荷作用下的可靠性分析,得到结构失效的主要因素,并改进桩底和甲板与导管架连接处的设计。可为防止结构破坏提供依据,为进行复杂结构的可靠性分析提供参考。     

供应船与导管架平台碰撞的数值模拟分析

为了保证海洋石油天然气资源开采的安全性,防止导管架海洋平台与船舶发生的碰撞,导致导管架海洋平台有过大变形,本文通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立导管架平台和供给船船艉的三维有限元模型,按照规范要求,通过DYNA模拟计算船船艉以6m/s速度垂直正碰导管架海洋平台管柱的工况,分析碰撞后导管架海洋平台应力的大小和变化趋势。为导管架平台的安全作业提供依据,为导管架平台的优化设计提供参考。     

深吃水半潜生产平台涡激运动特性研究及其参数化分析

本文采用改进的延迟分离涡方法(IDDES)数值模拟深吃水半潜平台的涡激运动,研究深吃水半潜平台在0°、22.5°和45°流向角下的纵向、横向和艏摇运动响应,以及吃水和立柱倒角对半潜平台涡激运动的影响。对比实验数据发现,数值结果与实验数据基本吻合。从计算结果可知,横向运动出现频率锁定现象,但不同流向角下的锁定区域不同,22.5°和45°流向角下的锁定区域发生在6.0V_r8.0,而0°流向角下的锁定区域则相对滞后;艏摇运动响应特性与横向不同,未出现锁定现象,在3.0V_r13.0区间内,艏摇运动响应幅值随V_r的增加而增加。当立柱只有一个倒角时,倒角半径尺寸对半潜平台横向运动响应和艏摇运动响应的影响很小,而当立柱四边都有倒角时,半潜平台的横向运动响应和艏摇运动响应均随倒角半径的增加而变大。半潜平台的横向运动响应和艏摇运动响应均随着吃水增加而增大,当吃水较小(H/D≤0.9)时,半潜平台的横向运动无明显频率锁定现象。     

非对称半潜起重平台系泊系统设计与分析

半潜式起重平台具有半潜、自航、重型吊栽功能,可适用于不同风浪条件下钻井平台、导管架模块等海上大型结构组块的建造安装和海上废弃平台拆除等吊装运输作业。由于其浮体结构存在不对称性,有必要对其系泊系统开展设计研究。采用AQW A软件对C M H I-1 6 3-1/2非对称半潜起重平台在典型海况下的系泊系统进行分析,仿真计算表明,该平台系泊系统设计方案能够满足西非海域3m高涌浪条件下的系泊要求。     

导管架平台立柱结构的抗撞性能分析

导管架平台立柱结构被守护船撞击的事故常有发生,因此,在设计中应当考虑立柱结构的抗撞性能。NORSOK规范和API规范是世界上被广泛认可并应用的导管架立柱结构设计规范之一,但其适用性还有待深入研究。为了研究NORSOK规范和API规范中计算导管架立柱结构抗撞性能公式的适用性,以一艘守护船侧向撞击立柱结构场景为研究对象,采用数值仿真技术,分析在不同撞击点和立柱结构设计原则条件下的碰撞力—撞深曲线等性能,并与NORSOK规范和API规范公式计算结果进行比较,获得了NORSOK规范和API规范公式的适用性原则。     

我国海上导管架平台抗冰锥体的设计实践

冰激振动是渤海重冰区导管架平台的主要危害.渤海重冰区导管架平台在腿柱上安装了抗冰锥体,基本解决了平台冰激振动问题.主要阐述了抗冰锥体的基本抗冰原理和设计方法,分析了渤海典型导管架平台抗冰锥体的设计实践,对渤海重冰区导管架平台和抗冰锥体的设计提出了建议.     

半潜式海洋平台极限海况下的水动力性能分析

本文主要应用ANSYS中的AQWA模块对某简化的半潜式海洋平台模型进行分析以研究半潜式海洋平台的水动力性能。应用workbench将简化的模型导入AQWA中,模拟该半潜式平台在给定的风浪流联合载荷作用下的运动响应,进行对平台系泊链的时域耦合分析,得出各系泊链的受力情况,并初步分析极限海况下平台是否满足安全生产需求。     

导管架平台冰致疲劳分析

针对冰区导管架平台存在的疲劳问题,提出冰致疲劳时域分析流程。以某浮拖式导管架平台为研究对象,基于我国辽东湾海冰参数的概率分布情况,划分得到24个疲劳子工况,考虑作用于平台桩腿锥体和井口区隔水导管群上的动冰载荷,采用ANSYS参数化设计语言编制该平台的冰激强迫振动分析程序,对其进行各疲劳子工况下的动力时域分析。基于雨流计数法计算该平台泥面以上42个管节点的等效应力幅值和循环次数,进而由S-N曲线和Minor线性累计损伤法则得到其冰致疲劳损伤和疲劳寿命。研究结果表明:平台构件的疲劳寿命最短为78.9 a,能满足设计的服役年限的要求;导管架疲劳损伤弱点位于井口区第一水平层与桩腿连接位置,该区域是平台日常维护的重点。     

波流夹角对浅水导管架平台载荷影响的计算分析

应用船舶与海洋工程CFD求解器—naoe-FOAM-SJTU,对一浅海风机基础的导管架平台在复杂波流环境中所受的波流载荷进行了仿真分析.计算了极限海况下该导管架平台的总体受力,并对一些结构上较为危险点的抨击压力进行了监测,将仿真结果与课题组在上海交通大学海洋工程国家重点实验室开展的模型试验结果进行对比验证.改变流场中波浪与海流的传播方向夹角,分析不同的波流夹角情况对导管架平台的整体载荷、危险点的抨击压力以及波流场演化的影响.计算过程中可以给出波浪爬高、流场形态以及平台周边的涡脱落现象等详细信息,从而为平台局部强度、桩基冲蚀等问题提供指导.     

基于AQWA的半潜式平台动力特性分析

依据三维势流理论并利用ANSYS AQWA软件对某半潜式平台进行建模。分析平台在恶劣海况下的水动力性能,并运用时域耦合的分析方法的得到了平台运动的时历曲线,同时对平台系泊锚链的系泊强度进行了校核计算。结果证明平台在恶劣海况下可安全有效的工作,本文的工作对于半潜式平台的相关设计有一定的参考意义。     

导管架平台响应接口程序开发

借助于ABAQUS软件的二次开发,设计了基于ABAQUS的导管架平台响应接口程序;并对程序的主要模块的设计及其功能进行了介绍。所完成的程序,能够以响应云图等形式显示导管架安装施工的整个过程;这对于导管架设计中发现实际问题具有非常大的帮助。     

某漂浮式跨接电缆的动态分析

文章从实际工程问题出发,运用国外海工软件OrcaFlex,建立了半潜式平台和导管架平台之间的漂浮式跨接电缆模型,考虑各种海况参数以及电缆参数,研究了平台对该跨接电缆的动态影响,并进行非线性时域分析,计算了跨接电缆在实际工作中的水动力响应。进而对跨接电缆的运动形变和疲劳载荷进行分析,指出其可能存在的安全问题。为跨接电缆的设计,分析和维护提供可靠的建议。     

渤海导管架平台的破冰锥体设计

主要阐述了渤海辽东湾重冰区海域锦州21-1 BOP和锦州9-3E WHPA平台导管架破冰锥体的设计实践,并对渤海重冰区平台导管架破冰锥体的设计提出了建议.     

较深水导管架钢桩起桩新方法

较深水导管架的钢桩长度一般在100m以上,目前国内常用的起桩方法为桩底挂回拖钩,该方法作业流程多,所需设备多,易受海况影响,作业风险较大。本文以东方13-2CEPB导管架平台钢桩安装设计为例,详细介绍了使用钢桩液压翻桩器起桩的新方法,该方法不仅解决了上述问题,而且能有效提高作业效率,降低项目成本。     

海上平台导管架扶正安装设计分析

探讨并介绍海上平台导管架扶正安装设计要点和分析方法,并以某导管架为例,根据所提出的扶正安装设计分析的要点和分析方法,采用时域分析法对其进行扶正安装分析.此导管架成功扶正安装的实例,证实此分析方法的可靠性.     

半潜式钻井平台横撑截面形状的优化

海洋油气资源开发离不开半潜式钻井平台.因油田内短距离拖航需要,半潜式钻井平台可能遇到深吃水拖航工况,此时平台整体吃水较大,浮箱、部分立柱及横撑整体将位于水面以下并引起拖航阻力,其中横撑的阻力贡献占总阻力的25％左右.当横撑的长度及间距已经确定时,其拖航阻力主要受截面形状的影响.本文采用Fluent对一座实际平台的横撑拖航阻力进行研究,得到截面倒角对横撑阻力的影响规律,获得了截面倒角的最佳取值范围.结果表明,截面倒角半径大于0.3m时,横撑拖航阻力系数可以比不做倒角时减小60％以上,本文研究结果将为今后的半潜式钻井平台船型设计提供参考.     

海上风电三筒导管架基础浮运特性研究

三筒导管架基础结构本身可提供一定的浮力,可浮运至指定施工地点,在浮运过程中受吃水深度、波浪等因素的影响较为复杂,因此有必要对此展开深入的研究.该文通过模型试验对三筒导管架基础在不同吃水深度下浮运的运动特性进行了研究并运用数值模拟补充分析了波流耦合作用对基础浮运特性的影响.研究结果表明吃水深度的增加会提高拖航稳性但是会增...     

废弃平台导管架拆除吊装计算简述

废弃平台导管架拆除不同于新平台安装的吊装计算,在计算分析之前需要搜集各种资料和数据,包括各个设计阶段的完工报告和完工图,平台在役期间更新改造的完工资料,作业现场的环境条件,现场调研检测分析数据等。需要考虑导管架的腐蚀,桩基抗拔力,防沉板吸附力等。本文主要简述废弃平台导管架拆除吊装计算需要考虑的因素,主要对与安装新导管架不同的关键计算内容进行论述。