半潜式起重平台跌落事故下结构损伤研究

海上结构物在吊运过程中发生跌落事故会对结构安全造成严重影响.文中以半潜式起重平台为研究对象,选取某导管架为典型吊运物,分析该场景下的跌落特性.采用非线性有限元软件Ls-dyna从冲击深度、冲击力、能量转化等方面进行研究,分析了不同高度和角度下平台的结构损伤情况.研究发现:坠物初始高度越高,结构损伤越严重;跌落过程中结构损伤变形具有明显的局部性,甲板的变形形式与坠物甲板接触面的形状相似;冲击力具有非常明显的非线性特征,碰撞力的每一次卸载都代表着某一构件的失效.文中提出了一些减少跌落事故结构损伤的措施,为平台拆解作业安全提供一定的参考和借鉴.     

考虑细长杆件不同坠落角度的海洋平台甲板损伤预报方法

[目的]在海洋平台吊装作业中,因吊机设备老化以及违规操作等而造成的坠物事故在海洋平台作业中时有发生,其中在杆件结构,如套管、钻铤等设备方面的问题最为常见,因杆件坠落时接触面积小,常会导致板架结构的损伤破坏。[方法]选取细长杆件坠物撞击甲板结构的场景开展结构损伤研究。在此基础上,考虑坠落角度对结构损伤的影响,确定结构损伤变形模型,并运用塑性力学理论,建立考虑杆件坠落角度影响的结构损伤解析预报方法。[结果]结果显示,小角度坠落场景下的结构损伤变形大,结构吸能高,根据结构响应可将坠落角度分为4个角度区间;解析计算结果与仿真计算得到的吸能曲线在数值以及变化趋势上相近。[结论]在杆状结构以一定角度撞击甲板结构时,甲板产生的塑性变形区域形状会随着撞深而产生变化,针对各阶段甲板变形特点的解析计算对海洋平台甲板板架结构抗撞设计评估具有一定的指导意义。     

半潜起重平台的直升机平台结构设计及强度分析

对半潜起重平台的直升机平台的结构形式作了介绍,在此基础上阐述自主设计的半潜式起重平台的直升机平台的结构设计和分析方法。以铝质直升机平台为例,对其直升机甲板、甲板下面的铝质桁材和支撑结构在不同工况下的强度校核方法和结果作了介绍;对于手工校核和SACS软件的校核结果作了重点描述,为今后自主设计直升机平台提供参考和借鉴。     

船首-冰层碰撞下的船体结构变形及损伤模式演化

基于非线性有限元方法模拟船首-冰层碰撞动态过程，从船体结构吸能、应力场分布、结构变形和损伤演化等角度研究不同碰撞场景下的船-冰相互作用响应特征，总结得到碰撞角度、碰撞部位和冰层厚度等因素对船首结构吸能、结构变形和损伤模式演化的影响机理。研究结果表明：在船-冰碰撞过程中，船体外板先发生变形，随后靠前的纵骨面板和腹板倾覆、断裂；随着撞击的深入，肋板倾覆，外板剧烈弯曲甚至损伤，外板为主要的吸能构件，甲板纵骨和甲板纵桁吸能最少。     

钻井立管坠物作用下自升式平台甲板损伤及结构优化

钻井立管重量大、穿透性强且需要频繁吊装,为避免由此造成重大事故,以某自升式钻井平台坠物高风险甲板区为研究对象,借助非线性有限元分析软件LS-DYNA对碰撞过程进行模拟。结果表明,甲板无法抵抗立管造成的冲击损伤。通过分析损伤过程提出改良结构抗坠物碰撞的方案。     

半潜式起重拆解平台特殊出坞方法论述

文章针对半潜式起重拆解平台吃水深度、出坞难的技术难题,研究以更加浅的吃水使半潜式起重拆解平台顺利出坞的可行性。文章提出4种出坞方案,即打捞浮筒托浮方案、驳船底部托抬方案、驳船斜拉杆上拉方案、平台主体底部顶升方案,分别阐述其技术原理及优缺点,得出平台主体底部顶升方案更适合的结论。依照此方法,可以大大降低半潜式起重拆解平台建造对船坞及水深的硬性要求,充分利用长江水道的资源优势,达到在水深更小的流域制造半潜式海洋平台的目的。     

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。     

不规则波作用下半潜海洋平台的水动力时域分析

半潜式平台是适用于深水油气开发的一种浮式平台,具有小水线面特点的坐底式平台。随着结构形式的改进,半潜平台目前已经发展至第六代,有着试用工作水深广,抗风浪能力强,甲板空间大等众多优点。本文采用线性势流理论,在时域内计算了半潜平台在普通海况下的运动响应。     

半潜式起重铺管船建造场地荷载分析

半潜式起重铺管船凭借其优良的性能和功能,赢得了广泛的关注,但由于技术难度大等原因,目前这种船型实际应用并不多。建造场地的荷载能力是海洋平台建造的基础,半潜式起重铺管船因其特殊的结构形式,需采用特定的建造方式,对建造场地荷载能力提出了更高的要求。文章以青岛场地为例,结合国内外已积累的半潜式平台建造经验,对比各类总装合龙方式,确定最优建造方案,对不同工况下的场地荷载能力进行分析研究。     

半潜式起重铺管船SSCV的发展现状及应用

本文从半潜式起重铺管船的发展历史及所具备的作业性能,阐述了半潜式起重铺管船在超大型结构物安装、深水J-Lay海管铺设、深水水下油气设施安装等方面的技术特点及功能,并从专业角度对半潜式起重铺管船与常规起重铺管船的各项特性进行了深入分析对比。     

深水半潜式平台大型生活区结构强度研究

结构安全是保证深水半潜式钻井平台在恶劣海况、复杂载荷作用下正常作业的基本前提,而大型生活区往往因参与平台总强度而发生结构损伤,开展对生活区危险区域结构强度和位置布置研究是半潜式平台安全作业运营的重要保障。采用随机性设计波方法确定波浪参数,开展含生活区的半潜式平台结构响应计算和变形分析,总结主导生活区高应力区域的典型波浪载荷工况。通过横向和纵向布置位置对比分析,总结生活区参与平台总强度的规律。结果显示,主导生活区结构强度的典型波浪载荷工况为中纵剖面扭矩和中纵剖面剪力工况;当生活楼前侧围壁与平台首部侧围壁齐平时,参与平台总强度程度较大;生活楼长度增加会增大其参与平台总强度程度;生活楼的长度应避免与平台立柱内侧板的间距相当;分析结果可为半潜式平台生活区设计提供技术支持。     

中集来福士自主设计建造深水半潜式起重生活平台EXPLORER LIFTER成功交付

2012年12月18日,中国首座自主设计建造的、具有完整知识产权的深水半潜式起重生活平台EXPLORER LIFTER在烟台中集来福士海洋工程有限公司(以下简称"中集来福士")成功交付。EXPLORER LIFTER集海上重型起重作业、甲板货物储存及生活居住功能为一体,总长137.5米,型宽81米,型深39米,最大可变甲板载荷7070吨,额定居住618人,入     

半潜式起重拆解平台非下潜状态下吊机试验的可行性研究

文章以配置2 200 t吊机的半潜式起重拆解平台为例,探讨半潜式起重拆解平台在非下潜状态下吊机试验的可行性,研究吊机在超载试验和旋转试验时平台稳性,并对计算结果进行分析,确定非下潜状态下吊机试验的安全性和可行性。     

超长货物半潜装船防撞措施分析

半潜运输是石油平台、工程船等水上结构物远洋运输的主要方式,保证安全装船是实施半潜运输的前提条件。超长货物因其长度接近半潜船装货甲板长度,操作空间小,浮装过程中容易与半潜船发生碰撞。本文设计了一种防撞装置,通过有限元分析和实际工程应用验证了该防撞装置的适用性。     

半潜式起重工程船在海洋工程中的应用

半潜式起重工程船是一种特殊用途的船舶.较为详细地介绍了目前世界各国应用的半潜式起重工程船的工作原理、结构形式、设计难点及其主要技术配置情况.结合国内外发展现状,论述了半潜式起重工程船在海洋工程中的应用,预测了半潜式起重工程船在国内的应用前景.     

“勘探三号”锚泊系统安全评估

基于检修记录,采用FMECA等安全分析方法分析"勘探三号"半潜式移动平台锚泊系统的安全可靠性,进而进行以可靠性为中心的维修,依据共同规范中提出的有限元计算方法校核甲板支撑结构的强度,计算表明,立柱与甲板加强结构位置出现应力集中,需重点关注。     

爆炸载荷下半潜式钻井平台月池结构动态响应

以某半潜式钻井平台月池结构为研究对象,基于一般耦合法建立拉格朗日与欧拉网格的耦合,计及应变率效应的影响,应用二阶精度求解器ROE算法结合等效当量TNT方法及理想气体状态方程,参考API规范要求设置多组计算工况,对月池结构在不同爆源高度及不同当量载荷下的动态响应进行了数值分析研究。研究发现：整体结构抗爆性能较好,未有结构发生破损失效。当爆源高度超过41.55m或当载荷增大时,对X方向月池内壁板格造成的冲击与变形损伤更大,该处结构在防爆设计时应重点考虑;平台沿Y方向的舱壁为主要吸能构件,占比最低为44.7%,当爆源高度降低时,吸能占比增加,当爆炸载荷增大时,吸能占比降低;沿X方向的舱壁吸能占比稳定约为24%。本文的研究对于评估平台结构抗爆性能,优化结构设计等方面具有一定的参考价值。     

半潜式钻井平台承载力极限状态设计

以半潜式钻井平台为研究对象,研究承载力极限状态设计方法的应用。文中首先介绍了承载力极限状态、分析方法、强度衡准;然后基于非线性软件ABAQUS,以加筋板架为研究对象,对其极限强度有限元数值仿真的分析方法、初始变形影响、结果分析技术等进行研究,总结形成数值仿真分析技术。在此基础上,分析半潜平台结构模型、载荷模型、边界约束等,研究目标平台在横向分离、纵剪、纵扭三种变形模式下的极限承载力及变形模式;分析等效模型、加筋模型对计算结果、计算效率的影响,提出半潜式平台极限强度工程化数值分析技术。最后,基于部分安全系数准则提出完整半潜式平台结构极限强度衡准,并对目标平台进行评估;总结形成半潜式钻井平台基于承载力极限状态的结构设计技术。     

半潜式生活支持平台碰撞敏感性研究

为解决钻井平台服务的半潜式生活支持平台在动力定位或系泊系统失效时会与钻井平台发生碰撞问题,通过不同碰撞速度与不同碰撞位置下的对比分析,研究了两者对于生活支持平台碰撞特性的影响。利用SpaceClaim-HyperMesh软件联合建立了生活支持平台与钻井平台计算模型,从实际靠泊作业出发,确立了对比分析的碰撞速度与碰撞位置。从碰撞力变化、结构损伤、能量转化方面进行了对比分析,得出以下结论:碰撞速度影响碰撞力峰值与结构损伤范围,碰撞力变化在不同碰撞速度下大致相同;随着碰撞速度增大,平台吸收动能占比增大,变形能占比下降;30°斜向撞击时,碰撞剧烈程度明显低于对中正撞,碰撞力峰值小很多,更多的初始动能转化成了2座平台的动能,大幅减少了变形能的吸收,缩短了碰撞持续时间。     

半潜式平台极限强度可靠性研究

极限强度是半潜式平台海洋环境适应能力的显示指标,由于承载能力和环境载荷具有明显的随机性,应基于极限强度并采用可靠性方法评价平台结构安全性.文中首先阐述了解析方法和简化方法的基本步骤和关键问题,并对某目标平台总纵极限强度进行了比较研究,然后基于三维势流理论和Morison方程对生存工况下的目标平台垂向波浪弯矩进行了预报,最后基于极限强度建立了半潜式平台可靠性计算模型,并对目标平台结构可靠性和目标可靠度进行了分析.研究结果表明,简化方法和解析方法可用于半潜式平台极限强度计算,半潜式平台中垂状态结构安全性值得关注,可靠性分析结果可用于指导半潜式平台结构设计.