基于ANSYS的自升式海洋平台桩腿风暴自存工况动态响应研究

桩腿是支撑海洋钻井平台的关键构件之一,它的设计优劣直接关系到整个钻井平台的使用寿命。本课题主要对桁架式桩腿进行强度分析,在已经具有JU200自升式钻井平台的相关技术参数下,查阅相关资料,并基于Airy波和Stokes波理论确定了在风暴自存下的自升式海洋平台桩腿的风浪载荷的耦合载荷。根据桩腿的工况进行环境载荷的计算,确定和简化有限元模型的不同的边界条件,使用了ANSYS有限元分析软件及其参数化设计语言APDL对桩腿进行仿真。探讨研究自升式海洋平台桩腿工作环境载荷模拟的有效性与适用性以及自升式海洋平台桩腿结构响应模型的有效性,这对于安全评估、设计桁架式桩腿提供了一个有效的方法和工具。     

自升式海洋平台桩腿齿条相位差分析研究

RPD是桁架式桩腿两相邻弦杆的垂向位移差。自升式海洋平台在升船、预压升船及预压载等工况下,桩腿RPD值不允许超过其最大可容许值。以一个桁架式桩腿的自升式海洋平台为例,论述了RPD计算原理和计算方法,进行了详细的数值计算,并分析得到桩腿的最大可容许RPD值。论文提供的方法和思路对自升式平台使用者及平台设计人员具有一定的指导意义。     

自升式海洋平台液压升降机构控制与实现

自升式海洋平台是重要的近海作业平台,可用于开采石油、安装风电设备,也可供工程人员居住和生活等,升降系统是平台的主要组成部分之一。文章研究的升降机构为液压环梁插销式升降机构。通过套在桩腿四周的移动环梁和固定在平台上的固定环梁上的插销的交替插入和拔出,配合升降油缸伸缩等操作,并基于PLC控制技术及工业以太网构成分布式控制系统结构,从而完成升降等一系列动作,实现海洋平台的上升和下放。     

几种自升式平台桩土作用有限元简化方法的比较

文章以某一自升式海洋平台桩腿结构作为研究对象,在分析环境载荷作用下自升式海洋平台桩腿—土相互作用机理的基础上,结合通用有限元软件ANSYS,对于如何在有限元建模中正确地考虑桩腿—土的相互作用的问题进行了研究,建立了完整的海洋平台桩腿模型,并分别采用了三种不同的有限元建模方法来模拟土层和桩腿之间的相互作用,通过有限元计算结果与实际检测样本数据的比较,分析了三种简化方法的准确性和可行性。     

几种自升式平台桩土作用有限元简化方法的比较（英文）

文章以某一自升式海洋平台桩腿结构作为研究对象,在分析环境载荷作用下自升式海洋平台桩腿—土相互作用机理的基础上,结合通用有限元软件ANSYS,对于如何在有限元建模中正确地考虑桩腿—土的相互作用的问题进行了研究,建立了完整的海洋平台桩腿模型,并分别采用了三种不同的有限元建模方法来模拟土层和桩腿之间的相互作用,通过有限元计算结果与实际检测样本数据的比较,分析了三种简化方法的准确性和可行性。     

自升式平台的水下检验

自升式平台是具有活动桩腿能够将其壳体升至海面以上的平台,它一般型宽较大,进坞和进出港都不方便,所以一般以水下检验代替坞内检验.自升式平台一般都是非自航的,对于作业于渤海地区的钻井平台,按其桩腿的不同可以分为两种.一种是齿轮齿条升降的桁架式桩腿,一般在其底部有一桩靴;一种是液压插销升降的圆柱型桩腿,这种桩腿底部有一半球形封底板或沉垫.因为平台主体和海底阀可在平台升起后完成检验,所以水下部分只有部分桩腿,及其同桩靴的连接部分,因此对自升式平台以水下检验代替坞内检验是比较经济的.     

自升式平台下水的新型技术装备研制及应用

为解决没有船坞或船台情况下自升式平台利用半潜驳下水费用高、易受大风浪涌影响的难题,利用组合浮箱式下水装备将港池垫高至与码头面平齐,通过滑移工艺将自升式平台牵引至下水装备上,利用桩腿的升降功能,使桩腿与下水装备脱离,分别拆除各桩腿下部的浮箱,完成站桩,依次拆除下水装备其余浮箱,自升式平台下降达漂浮状态,收桩,完成自升式平台的下水。工程实践证明,该新型装备满足设计和使用要求,成本低、控制方便。     

面向腐蚀环境的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

以某公司300ft自升式海洋平台桩腿为研究对象,根据平台桩腿的工作环境的波高和波浪周期对其疲劳环境工况进行划分,采用Airy波理论和PM双参数谱计算平台桩腿不同工况下所受的波浪力谱,通过ANSYS有限元软件对平台进行三维建模,分析其在波浪力下的应力响应。建立桩腿在环境载荷下的可靠性模型,同时针对当前研究中的不足,考虑到腐蚀对于桩腿可靠性的影响,提出并建立在环境载荷与腐蚀耦合作用下的桩腿时变可靠性模型,根据应力响应分析结果,分析桩腿腐蚀最严重区域构件的时变可靠性变化规律,对比两种模型下的桩腿结构可靠性,确定腐蚀因素对桩腿时变可靠性的影响。根据可靠性分析结果,结合自升式海洋平台桩腿的工作环境和服役周期,为平台桩腿的维护与保养提供一定参考。     

波流耦合力对海洋平台桩腿楔块的影响

由于受到各种海洋环境的考验,对于海洋平台结构楔块强度有严格的要求。目前海洋平台楔块面临损耗过快、寿命低下的缺陷,需要频繁更换。为了保证海洋平台的更加合理安全运作,对于目前自升式海洋平台的平台桩腿楔块需进行改进。考虑到波流耦合力对于海洋平台桩腿以及楔块的影响,通过研究自升式海洋平台受到的各种外载荷,从而能够为海洋平台楔块性能得以改善奠定基础。本文通过有限元法建立海洋平台楔块处桩腿及相连平台的模型,施加波浪力、风力等外部载荷,模拟在波流耦合力的作用下,桩腿以及楔块的受力情形,通过计算得到楔块处桩腿的局部应力分布,分析波流耦合力对于桩腿楔块局部强度的影响。通过对楔块结构受力、破坏形式的研究,为后续楔块结构性能的改进打下坚实的基础。     

自升式风电安装船桩腿及升降系统现状与发展

综述了自升式海洋风电安装船的桩腿结构、升降系统组成及主要技术参数特征;通过对桩腿结构、升降系统及动力源进行对比,指出了未来海洋风电安装船桩腿及其升降系统的发展方向:即适应30m以上深水作业环境、升降速度更快、效率更高、具有更好的稳定性、可靠性,为进一步的设计研究指明方向和解决思路.     

自升式平台桩腿海上对接过程中的碰撞问题

碰撞现象在海上作业中时有发生,给人员和财产安全带来极大威胁。本文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对平台上层建筑的碰撞问题;分析撞击过程中平台的变形与应力变化及结构失效等情况,给出使平台不同区域发生破坏的临界碰撞速度;给出了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。     

基于数字样机技术的自升式海洋平台升降系统动力学建模及仿真

在分析了自升式海洋平台升降系统结构与原理的基础上,利用三维建模软件对升降系统进行三维建模和虚拟装配,然后将其导入动力学分析软件形成数字样机.通过引入齿轮与齿条接触力对整套升降系统力学性能的影响分析,并参照实际的几何参数、物理特性、约束等信息完成动力学分析,最后以曲线图反映升降系统在给定条件下的动力学特性.结果表明考虑齿轮与齿条接触力使得仿真结果更加准确,验证了海洋平台升降系统设计的合理性.     

模糊控制在自升式平台发电机冷却水中的应用

在自升式钻井平台或者生活平台上,发电机冷却水散热器控制都采用开环控制,缺点是耗能高,经济性能比较差。为了解决传统控制方案的问题,根据模糊控制原理,设计一种模糊控制器,用于控制自升式平台发电机冷却水散热器的风机转速。介绍模糊控制器的设计过程,包括模糊控制器输入输出接口设计,模糊化设计方法,模糊规则的制定,模糊清晰化方法,离线控制表的制定。并通过自升式平台应用,验证该模糊控制器的运行效果。结果表明该方法非常适用于自升式平台发电机冷却水控制。     

自升式平台桩靴强度分析

合理的桩靴设计是立插桩式海洋自升式平台在海上安全工作的关键因素之一。以某自升式海洋平台桩靴为研究对象,利用规范和SACS软件对桩靴结构设计进行强度校核和屈曲强度分析,并对桩靴的承载力和计算方法进行研究。     

海上风机导管架基础钢管桩稳桩平台结构强度分析

海上风机导管架基础钢管桩沉桩施工通常需要专门的稳桩平台辅助进行。结合作业工艺要求、海洋环境条件和相关规范,对钢管桩稳桩平台进行结构设计。采用SESAM软件和ANSYS Workbench软件分别对稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度进行计算分析,并根据规范对计算结果进行评估。结果表明,稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度均满足规范要求。该计算分析方法同样适用于海上升压站导管架基础、海上单桩基础稳桩平台或其他类似导管架结构的强度评估。     

海洋平台上部模块称重结构优化设计

海洋平台上部模块在陆地建造完工后需要进行称重作业,用称重结果验证理论重量重心,确保海上吊装时上部模块的重量重心满足设计要求.称重结构是用于称重作业的临时构件,是完成称重作业的必要条件.文章以国内某海洋平台上部模块为研究对象,在常规称重结构的基础上,提出优化设计方案并建立有限元模型进行验证.通过对不同优化设计方案计算结果...     

环境荷载共同作用下自升式平台地震响应分析

自升式海洋平台是海上施工的重要设备,其造价昂贵、设计复杂,承受着复杂的环境荷载作用。目前关于地震对其作用的研究还较少,有必要进行地震与风、浪、流等荷载对自升式平台的动力分析研究。文中在考虑流体附加质量及地基土体抗转效应的前提下,建立了适合动力分析的海洋平台计算模型,并利用弹塑性时程分析方法研究了其在地震及其他环境荷载共同作用下的动力响应。结果表明环境荷载作用方向对现役自升式海洋平台的抗震性能有着较大的影响,在平台结构抗震性能评估中应予以重视。     

自升式钻井平台围井区结构设计

围井区结构是自升式钻井平台最重要的关键部分,在满足规范前提下进行围井区结构的优化设计。以某平台围井区结构设计为例,以提高结构强度为主要目标,同时兼顾建造的工艺及节点的优化设计,从材料选择、结构设计等方面进行论述。最终经有限元计算,分析结果表明:各工况下围井区结构强度均满足规范要求。     

自升式服务平台桩靴结构优化设计

桩靴作为自升式平台的重要结构之一,在整个平台的就位和作业等方面发挥着重要作用。针对350ft自升式多功能服务平台的2种桩靴结构形式,应用MSC Patran和Nastran建立有限元模型,依据美国船级社相关规范对不同工况下2种不同形式桩靴的强度进行评估,并分别对2种桩靴的质量进行统计。对计算结果进行分析比较,并提出一些可行性建议。     

Jack-up conversion for production

For the production development of marginal offshore oil fields or to achieve early production in offshore fields scheduled for full production facilities a jack-up drilling rig can be converted to operate as a mobile production unit. This paper presents a summary discussion of the main aspects to be considered in the design, conversion, installation and operation of a jack-up production unit.