深水导管架桩腿制造误差与抗屈曲特性研究

文章通过典型算例详细阐述了具有制造误差的深水导管架桩腿屈曲分析方法,将线性扰动加载的特征值届曲预测算法和描述几何非线性屈曲过程的改进的Riks算法应用于导管架桩腿的详细设计校核,对比研究了模态扰动模拟制造误差和直接模拟制造误差模型的分析结果,并对典型桩腿结构在静水外压下的弹塑性屈曲响应特性进行了研究.分析结果表明,随着制造误差的增加,导管架桩腿抗静外压的临界屈曲载荷在下降,而且制造误差大的桩腿的极限承载能力较低.     

波浪非线性对导管架平台疲劳寿命评估的影响研究

基于线性和非线性波浪理论,在渤海海域观测的30种海况下,选取了导管架平台易发生疲劳损伤的几个危险节点作为研究对象,并通过确定性的疲劳分析方法对这些节点进行了疲劳寿命评估。结果表明,在选取的3种阻尼条件下,考虑波浪的非线性因素后,疲劳寿命的评估结果均有所增加,为海工结构的疲劳寿命评估提供了参考意见。     

导管架管结构凹陷的损伤评估研究

依托黄岩油气田某导管架斜撑受损检测项目,以浅海油气资源开采设备意外受损事故为背景,提出科学的管结构凹陷形貌测绘方法及实施方案。根据测量数据,对受损斜撑进行了结构分析及初步损伤评估,计算凹陷区域的应力集中系数,讨论其对屈服强度及疲劳强度的影响。     

船舶与导管架平台碰撞的动力响应研究

以ANSYS/LS-DYNA为软件平台,提出一种处理船舶与海洋平台碰撞的有限元建模分析方法,优于传统的分步多次计算方法,通过数值实验证明有相当的精度,能够满足研究需要.探讨碰撞中的应变率问题,并计算船舶以2 m/s碰撞导管架平台的动力响应.     

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.     

大跨度板架屈曲分析的非线性有限元法

大跨度板架作为客滚船、登陆舰等大型船舶的重要结构,其屈曲强度是船舶设计阶段需重点关注的。为了开发实用的屈曲强度分析方法,采用大跨度板架的等效简化结构,应用特征值屈曲分析,寻找结构在线弹性范围内的失稳临界点;采用ABAQUS/Explicit非线性有限元方法(NFEM)、考虑非线性因素,给出大跨度板架屈曲强度分析的理论及破坏分析的一般步骤。分析结果表明:采用简化的梁系结构,应用非线性有限元方法可方便地分析大跨度板架的屈曲问题。     

某深水油气田单腿导管架施工分析

针对目标海域环境条件,结合某深水油气田依托岛礁开发模式,以大型有限元软件SACS为平台建立了单腿导管架三维计算模型,基于API RP 2A规范进行了整体吊装和海上拖航分析,同时结合国内技术现状,给出了可用于单腿导管架的海上施工船舶。     

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。     

导管架平台管节点的疲劳分析与寿命估计

本文简单介绍了用于导管架平台管节点疲劳分析的两种方法确定性分析方法和谱分析方法,二者均是基于线性累积损伤理论来估算管节点的疲劳寿命.作为算例,本文采用确定性分析方法对BZ28-1单点导管架进行了详细疲劳分析,其中波浪力和高频系泊力合在一个工况中,而低频系泊力则作为独立的疲劳载荷工况,分别计算二者的损伤并按照线性累积损伤理论进行叠加,最终算得其疲劳寿命.计算中疲劳S-N曲线采用API-X'曲线,波浪理论则采用艾利微幅波理论.选用适当的疲劳寿命安全系数,对关键节点的寿命进行了评估,并对其继续使用提出了建议.     

拖拉导管架滑道及出运码头结构设计

拖拉导管架时产生的水平摩擦力很大,通过拖拉工艺分析力的传递特点,以明确结构的受力情况;探讨码头半刚性承台采用不同计算方法的合理性;介绍减小地基应力的措施、软土地基加固处理的措施等。     

船体背液板架碰撞损伤机理研究

为研究舱内液货对船体结构损伤机理的影响,利用数值仿真软件MSC.Dytran,计算出背液板架流固耦合力、碰撞力、损伤变形以及能量吸收等,并与背空板架进行了对比分析.结果表明,背液板架的损伤机理明显区别于背空板架,流固耦合力使得结构的变形模式发生了改变、碰撞力增加、极限撞深减小.     

海上风机四桩导管架基础波浪动力分析

随着海上风电由浅海逐渐走向深海,导管架基础的应用随之增多。研究发现,当基础结构基频落到波高波周期联合分布的概率最大的区间时,仅对导管架基础进行静态分析是不够的,结果偏于危险。通过SACS软件建立结构有限元模型,研究波浪谱周期和波高对结构响应的影响,计算得到各个工况下结构波浪动力响应的放大系数。计算结果表明：动力放大系数在一定范围内存在极大值,波高越大,动力放大系数越大;当波谱周期较大时,动力放大系数接近于1。此外,对比动静力分析结果表明,在深水中的海上四桩导管架基础进行动力分析是必要的。     

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.     

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.     

钛合金耐压壳在碰撞下的动力屈曲数值模拟

潜器在航行时有可能与礁石、冰山、其他潜器等发生碰撞事故,碰撞会导致潜器部分结构出现受损、变形、发生屈曲等情况.近年以来,耐压结构在碰撞下的动力屈曲问题引来众多学者的关注与研究.本文利用有限元软件Ansys/Ls-dyna对钛合金耐压壳在碰撞下的动力屈曲展开研究,分析撞击速度对耐压壳动力屈曲的影响.结果表明:在撞击速度达到使耐压壳发生屈曲前,碰撞过程中的最大碰撞力与平均碰撞力的比值可能不变;在不考虑其他因素(耐压壳的厚度,弹性模量,静水压力等)对碰撞力影响的前提下,撞击速度在达到使耐压壳发生动力屈曲前,与最大碰撞力和平均碰撞力近乎呈线性关系.     

基于SESAM的导管架平台结构动力响应分析

利用SESAM软件对渤西QK18-2固定式平台进行分析计算,建立了渤西QK18-2固定式平台的有限元模型,考虑到海底地基的变形,将泥面以下桩-土相互作用用等效的直立桩模拟。对渤西QK18-2固定式平台在波浪作用下的动力响应进行分析,得出了相关结论,最后以波浪载荷作为海洋平台结构的主要环境载荷对导管架海洋平台进行了结构强度校核。     

基于Hilbert-Huang变换的抗冰导管架平台损伤识别研究

渤海海域的抗冰导管架平台每年冬季都会受到海冰作用从而产生严重的冰激振动问题.对冰振危害进行监测与分析是保障冰区现役抗冰平台安全作业和降低冰害损失的重要研究内容.本文针对导管架结构长期处于冰振情况下结构可能存在隐性损伤的问题,采用Hilbert-Huang变换的方法开展结构损伤识别的研究.首先利用通用有限元分析软件ANSYS对冰荷载作用下的导管架平台模型进行瞬态动力学分析,进而对动力响应信号进行Hilbert-Huang变换,得到信号的固有模态函数(IMF)和Hilbert能量边际谱,最后通过结构损伤前后Hilbert能量边际谱的变化构建损伤指标,分析对比不同损伤程度下该损伤指标的有效性,并探讨海冰的冰速、冰厚对该损伤指标的影响.研究工作可以为寒区导管架结构在冰振情况下的损伤识别研究提供借鉴和参考.     

番禺30-导管架的下部扣片吊装分析

导管架建造中,扣片方案的采用对于工期及费用有明显的改善。该文针对番禺30-1项目导管架上部采用的扣片方案进行了扣片分析,以保证扣片方案安全有效地实施;确保实施中设备和人员的安全。     

番禺油田配重块修复及导管架检测工程

番禺油田FPSO-HYSY111单点系泊系统在2010年4月的调查中,发现9根系泊腿上钢缆某些部位存在断丝和松股,上锚链段存在配重块掉落的情况,需要在2011年台风季节之前进行修复。同时该油田的4-2/5-1两个导管架平台已运行8年,需要进行整体结构检测以判断其结构强度及寿命。上海打捞局利用我国唯一的商业性饱和潜水系统,连续作业1800小时,在FPSO不解脱情况下,创新方法,完成了国内外首次单点系泊系统进行水下配重链的安装,同时也圆满完成了上钢缆修复及两个导管架平台水下不同水深的检测任务,创造了多项水下施工新纪录。同时工程中的施工经验对于今后类似的海工项目具有较高的借鉴意义和推广价值。     

应用于崖城住房平台导管架的船舶撞击分析方法

在崖城13-1气田新增的一座平台为四腿导管架的住房平台,要求具有较高的安全性.因此,业主要求设计者在设计中做船舶撞击分析.根据API RP 2A 21版[1]的要求,船舶撞击分析分二部分一是平台在船舶撞击过程中的生存分析;二是撞击后,在平台杆件受损的情况下,平台结构的剩余强度能否抵抗正常操作情况下的荷载.API RP 2A中只给出了要求和部分分析方法,因此,设计者结合以往经验、API规范、OTC的相关论文和SACS(海洋平台结构专业软件)手册等资料总结出一套完整易行的分析方法.本文对此方法进行了全面的论述,并提供崖城导管架的算例.