自升式平台升降装置设计与强度分析

针对自升式平台升降装置长期依赖进口的现状,自主设计研发了400英尺及以上作业水深的自升式平台电动齿轮齿条传动升降装置,并对其关键部件爬升齿轮进行了重点设计及强度分析。通过DNV及相关规范与有限元结果对比的方法对升降装置关键部位在风暴自存工况下进行强度校核,分析其结构强度性。根据方案设计生产升降装置样机,并对试验样机并进行了载荷试验、疲劳试验,试验结果表明,该装置符合设计和使用要求,为自升式平台升降装置设计提供指导与参考。     

自升式钻井平台环境载荷及结构强度

对自升式钻井平台的环境载荷和结构强度进行了介绍。给出了环境载荷的主要组成部分及计算方法,对水动力载荷所引起的动态放大效应和由于平台水平位移而产生的P-DELTA效应加以了说明。针对拖航状态下桩腿承受很大的动力作用,还论述了油田拖航和远洋拖航状态下桩腿强度的计算方法,最后以谱分析方法为例,给出了结构疲劳强度分析的一般步骤。     

自升式钻井平台上层建筑与直升机平台结构强度计算载荷分析

以某91.44 m(300 ft)自升式钻井平台为例,对上层建筑与直升机平台结构有限元强度分析中所施加的载荷以及载荷组合工况进行分析.考虑的基本载荷包括结构自重、可变载荷、惯性载荷、风载荷和直升机机轮载荷等.给出了载荷的计算过程和合理的载荷施加方法,并按各种载荷最不利组合的原则,提出了更加接近工程实际情况的18种载荷组合工况.计算结果表明各载荷组合工况下上层建筑与直升机平台结构最危险位置均发生在上层建筑和直升机平台结构的连接处.     

自升式平台的结构强度计算

自升式平台在海洋石油开发中被广泛应用,为保障平台在各类海况中正常工作,其结构强度是安全评估的重要依据。以渤海海区的自然环境条件为设计背景,考虑风载荷、流载荷、冰载荷和波浪载荷等环境载荷,以及载荷沿横向、纵向和斜向作用时,对平台的结构强度进行有限元分析,计算平台桩腿和主体结构在不同工况下的应力与变形,表明平台主体和桩腿上最大应力发生在风冰载荷横向作用的工况;在横向外载荷的作用下,桩腿靠近泥面的部分和固桩室附近受到的应力大,应进行局部加强;平台主体部分局部载荷较大的甲板区域也应加强;纵向构件必须满足强度要求才能确保平台承载的最大应力。综合计算结果,为该平台结构的优化设计和安全评估提供参考。     

自升式平台的结构强度分析

自升式钻井平台是指具有活动桩腿,并可将平台主体上升到海面以上一定高度进行作业的平台,它在海洋石油开发中被广泛采用.本文采用Zenscad海工结构分析软件,对一个典型的自升式钻井平台进行了结构静力分析,并分别针对预压载工况、正常作业工况以及极端工况,对平台主体和桩腿的强度进行了校核.荷载主要是考虑了结构自重、功能荷载以及环境荷载.有限元建模主要采用了梁单元和板壳单元,其中梁单元用于模拟桩腿、强横梁、底肋板、纵桁、舱壁垂直和水平扶强材等强力构件,板壳单元用于模拟主甲板、底板、船体外围板以及舱壁板等结构.基于上述分析,结果给出了构件的应力水平、最大节点位移以及桩基支反力.本文对自升式平台的结构设计和在位分析具有一定的参考价值.     

自升式海洋平台升降装置动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析.而且建模简单、计算精度高。本文采用ANSYS软件建立起自升式平台的数学仿真模型,对自升式平台进行了动力响应分析,并且利用动力响应的分析结果得到平台构件的应力范围和循环次数,根据P-S-N曲线计算平台升降装置的疲劳损伤、估算升降装置的疲劳寿命。     

某自升式平台升降系统结构强度评估

以渤海自立号沉垫自升式平台为评估对象,采用检测、测厚和建模分析等方法对平台升降结构强度进行评估,得到升降结构允许单桩最大起升能力和受力最大位置,为延长升降系统的安全使用寿命提供理论依据。     

自升式钻井平台钻台结构强度分析

钻台是自升式钻井平台的核心部分,其上布置有众多的钻井设备和结构。因此,钻台结构的强度符合要求是保证钻探作业安全开展的必要关键因素,对其结构强度进行研究十分有必要。以某375英尺自升式钻井平台的钻台结构为研究对象,考虑远洋拖航、作业和风暴自存三组主要工况,根据ABS MODU合理的选取与计算载荷,利用有限元软件MSC Patran/Nastran进行建模、计算及后处理。探讨了环境载荷与作业载荷的计算与施加方法,探究了钻台的结构强度分析方法并对其强度进行校核,为钻台结构设计提供指导。     

自升式平台塔形井架结构强度分析

建立自升式塔型井架的有限元模型,阐述API规范中对井架结构分析的要求,给出井架受到的工况及载荷的计算方法,利用SACS软件对HJJ900-52塔形井架进行结构分析,得到井架结构件的UC值,结果满足规范要求.     

自升式平台主船体结构强度分析

采用DNV-Sesam对某91.44m(300 ft)自升式平台主船体结构进行有限元强度分析,采用一种新的等效办法处理SESAM软件中波浪载荷的施加,考虑结构自重、可变载荷、风载荷、波浪、海流、DAF(动力放大系数)和P-Δ效应的影响,并按各种载荷最不利组合的原则进行计算,对应力分布较大的区域进行屈曲评估.计算结果表明,主船体后部两围阱间的横舱壁是主船体横向主要的传力构件,舱壁上的开口会造成较大的应力集中,应对开口处结构进行加强.     

自升自航式海洋平台液压升降系统设计与仿真

为突破升降系统设计制造的关键技术,以金海重工公司建造的90m自升式海洋平台为研究对象,对平台的液压升降系统进行设计计算,利用AMESim软件对液压升降系统进行建模仿真,按实际工况设置各仿真元件的具体参数以保证仿真准确性,通过升降试验进行验证。仿真结果和试验结果表明:设计的升降保护装置可以消除液压系统故障对升降系统的影响,升降系统响应迅速、运行稳定,能满足各工况下的升降需求,可为自升式海洋钻井平台升降系统的设计研究提供科学参考。     

自升式平台上层建筑强度分析

上层建筑强度分析是自升式平台基本结构设计与分析过程中一项重要内容。针对正常作业和迁移两种工况,在SACS软件和ABAQUS软件中建立简化梁模型和详细板壳模型对烟台中集来福士某自升式平台的上层建筑进行强度分析和比较,结果表明两者校核结果趋势相同。SACS软件简化梁模型可快速评估整体结构强度,方便快捷地实现基本结构设计优化与改善;需要详细的局部强度分析和加强时,则优选ABAQUS软件的详细板壳结构。分析结果可为同类型的板架结构强度分析提供借鉴,为上层建筑结构设计和优化提供技术依据。     

拖航工况自升式平台桩腿结构强度计算分析

利用SACS软件对自升式平台桁架形式的桩腿在拖航工况下的结构强度进行有限元分析计算,根据AISC规范校核桩腿强度,分别对桩腿结构中的弦杆间距离、弦杆截面形状、横撑和斜撑的变化对桩腿结构强度的影响进行分析.     

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。     

自升式平台齿轮齿条升降装置三维接触有限元分析

齿轮齿条的强度是关系整个平台安全性能的一个重要因素,对其进行强度校核非常必要.借助ANSYS有限元分析程序,采用参数化方法与数值插值法相结合,建立了某自升式修井平台升降系统齿轮与齿条三维几何模型,在此基础上采用三维接触有限元法分别对正常升降、应急升降及平台预压载荷工况下的弯曲强度、接触强度进行了数值分析,得到了弯曲应力、Von Mises应力与接触应力.从而为齿轮齿条升降装置进行可靠性分析及疲劳分析奠定了基础.     

自升式平台大型设备底座结构强度分析

以某自升式平台为例,介绍海上自升式平台底座结构强度分析的过程及方法,通过原理分析和算例实现,从静载工况、横摇及升沉工况、纵摇及升沉工况和底座梁特性4个方面计算危险简支梁的受力分布,阐述拖航工况下主机底座结构强度分析的一般原理。     

自升式钻井平台桩靴结构强度分析

桩靴是钻井平台的重要支撑构件,其结构强度对整个钻井平台的安全起着至关重要的作用。以某自升式钻井平台桩靴为研究对象,根据ABS(美国船级社)规范要求,建立桩靴结构强度的力学模型,并合理简化,分析了预压载和自存两种工况下的设计载荷。利用有限元软件MSC.Patran/Nastran对两种工况下桩靴的强度进行分析,研究得到桩靴强度工程化分析流程以及结构强度特性,分析结果为自升式钻井平台的桩靴设计提供参考。     

自升式钻井平台锚机基座结构强度分析

以某JU2000E型自升式钻井平台为例,对其锚机基座结构强度进行分析。介绍系泊系统,进行锚机基座有限元建模,并进行锚机基座强度计算结果分析和规范校核,可为自升式钻井平台后续结构加强和优化设计提供参考。     

自升式起重平台站立状态结构强度

对1 000t自升式起重平台主船体站立状态结构强度进行有限元计算分析,得到船体各部分详细的应力分布特点。计算结果表明,对于自升式起重平台站立状态平台结构强度主要考虑工作和预压载2种工况。工作工况应力主要集中在主吊机附近,且对应力影响较大的载荷为船体自重及吊机弯矩;预压载工况4个桩井区域船体和舱壁应力均较大,以剪应力为主,应力大小与预压反力大小成线性关系。