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。     

自升式钻井平台环境载荷图的计算及应用

自升式钻井平台在工作时处于站立状态，平台承受自重、可变载荷等抬升重量的载荷以及风、浪、流等环境载荷。在不同的环境载荷下，平台桩腿可承受的抬升重量是不同的，导致了不同环境载荷下的可变载荷的不同。环境载荷图通过分析不同环境载荷下平台的稳性、强度以及抬升／锁紧设备的极限能力，来确定不同环境载荷下的许用可变载荷肼用抬升重量。环境载荷图是自升式平台操作手册的重要组成部分。     

300ft自升式平台极限工况强度评估

为了评估自升式平台极限工 况下的强度问题,采用有限元分析方法,基于ABS自升式平台结构规范,考虑平台工作载荷、风浪流等环境载荷、P-△效应等,应用谱分析方法确定设计波、设计载荷及设计工况,对平台的桩腿及主体结构进行了强度评估.通过对300 ft自升式平台的有限元分析计算表明:平台整体均满足屈服强度要求,高应力发生在桩腿与平台主体连接处;平台满足整体屈曲稳定性要求,独立构件的局部屈曲发生在桩腿与平台主体连接处.由此,连接部位是平台设计、强度评估需重点关注的.     

“中油海5”自升式钻井平台总体研究设计

结合“中油海5”平台叙述了圆柱形桩腿自升式钻井平台的总体研究设计特点,对如何根据平台的功能及环境条件确定平台的类型、平台的总体性能和布置进行了分析研究,对设计各类自升式钻井平台具有一定的参考意义。     

环境载荷对自升式钻井平台动力响应的影响

为了研究海流载荷、波浪载荷、风载和浮力等环境载荷对自升式钻井平台力学响应的影响,进行了某平台在自存工况和作业工况下的数值分析。分别采用等效梁单元、梁单元、线性弹簧单元和线弹性基础模型来模拟船体、桩腿、船体-桩腿和桩靴-土壤。应用Stokes fifth-order波浪理论模拟水质点的运动规律,得到平台的响应特性。考察了各种环境载荷对平台数值计算结果的影响。结果表明:在自升式平台建模过程中,须要考虑浮力的作用,还应特别关注风载的影响,其次是海流载荷,最后是波浪载荷。     

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。     

海上自升式移动平台桩腿局部更换实例

桩腿承载着自升式平台的自重和作业载荷,是平台最重要的承载结构.据作业经验,桩腿损伤多发生在插拔桩作业过程中,尤以桩腿桩靴连接处最为突出.本文提及自升式平台是由美国ETA/Robinloh公司设计,日本日立船厂建造的罗布雷-300型非自航自升式钻井平台.该平台采用桁架式三桩腿结构,桩腿全长417.4ft,船体以下有效长度...     

桩腿升降对自升式平台稳性的影响

自升式平台作为一种非常重要的移动式结构物,是海洋油气开发的基础装备之一。论文以大连船舶重工集团自主研发的400英尺自升式钻井平台为依托,研究自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航时的完整稳性和破舱稳性,并对计算结果进行了分析和比较,为自升式平台的设计者和操作者提供了建设性的意见。通过研究,考察了自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航的安全性和可行性,提高了海洋工程产品的设计研发能力。     

近海自升式钻井平台设计方案研究

在调研的基础上,给出中国沿海及近海区域的环境条件和作业需求。研究自升式平台的主要尺度要素,提出由1个三角式船体和3个三角桁架桩腿、桩靴以及悬臂梁组成的平台结构。对平台的双层底、机械甲板、主甲板和钻台、生活区甲板以及直升机甲板等进行了优化布置,给出了自升式平台总体布置设计优选方案。按照国家或行业现有法律法规及标准规范的相关要求,设计了悬臂梁与钻井系统、固桩与升降系统、吊机与甲板机械系统、动力与消防救生系统等,并给出了该平台的可变载荷、钻井载荷和最大提升能力等。该平台的设计方案研究为后续设计奠定基础,为我国近海自升式平台的研发提供了船型储备和相关技术积累。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。