西气东输香港支线铺管船铺管作业锚泊方案分析

铺管船在海上敷设海底管道是动态的并且非常复杂的过程,为了合理分析铺管船锚泊方案,基于Ansys-AQWA软件,考虑风载荷、流载荷、波浪载荷等因素,对铺管船与锚泊系统进行耦合时域分析,给出了针对多点定位系泊系统海洋工程船的分析流程,而且从铺管船锚泊移位系统的强度校核结果、各项运动最大位移、操作简便性等方面评析铺管船作业锚泊方案,得出较优方案指导实际工程。结果表明,本文采取的方法具有工程应用性,评析结果可以作为实际工程的参考。     

深水半潜式16000吨铺管起重船总强度分析

以某新型深水半潜式16 000t铺管起重船为研究对象,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,进行了航行、铺管、起重、生存等装载情况下,共计35个波浪工况的波浪载荷预报。在建立了深水半潜式铺管起重船的总体结构模型后,对结构模型施加设计波浪载荷,通过有限元计算分析,获得了总体结构的应力计算结果和应力分布趋势,可为今后半潜式铺管起重船结构总体强度的评估提供依据。     

深水起重铺管船结构强度分析

介绍深水起重铺管船的船型特点,研究这种特殊船型的结构形式设计;结合船体质量分布和波浪载荷预报结果,进行总纵强度分析;借助三维有限元分析方法,对船体艉部结构进行局部强度分析;最后,分析总结该类工程船的设计关键及技术难点。     

半潜式平台结构屈曲强度评估

半潜式平台是海洋工程领域重要的浮式装置,采用直接计算法对某半潜式平台结构的屈曲强度进行了评估.首先,对半潜式平台结构进行有限元模型化,然后根据海况不同将静水、正常工作和风暴自存三种状态划分为48种计算工况,利用频域内的三维线性水动力理论和设计波法计算半潜式平台在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下的莫里森力、风载荷、锚链预张力、吊车载荷和钻井载荷等载荷,进而计算平台在48种工况下的应力响应.最后根据ABS规范对平台结构进行屈曲强度校核.结果表明,屈曲强度是平台结构强度的重要指标之一,应在设计时给予合理评价,评估结果可为半潜式平台设计开发提供参考.     

基于波浪载荷预报的半潜船吊机基础结构分析

基于波浪载荷预报理论和有限元理论,对一艘深水半潜式起重铺管船吊机基础结构进行了结构分析,并采用SESAM程序对吊机在极端载荷工况下进行了准静态的有限元分析,参考了ABS相关规范规定的应力衡准对主起重机底座附近结构进行了强度校核,验证了高强度钢在深水半潜式工程船舶应用的可行性。     

浅水铺管船铺管作业系统设计简述

以国内首艘独立设计1200 t浅水铺管船＂海洋石油202＂号为设计实例,简要介绍铺管船核心系统之一铺管作业系统的配置、设计及主要功能,以及主要的铺管设备和其他主要辅助系统和设备等主要结构及工作原理。     

千米级水深铺管船托管架铰支座改造设计研究

本文简要介绍了海洋石油201铺管船在千米级水深铺管工况下的船体强度校核及托管架铰支座改造设计方案。为适应千米级水深海底管道铺设作业的使用要求,遂对正常铺管工况(空管)、极端铺管工况(管道进水)和生存/待命工况下的船体及托管架铰支座结构强度进行有限元分析,其结果显示在船体与托管架铰支座连接处的结构存在应力超值的情况,不满足规范要求。因此,需对托管架铰支座及附近的船体结构进行加强改造设计,使船体及铰支座结构强度均满足规范要求,满足千米级水深海底管道铺设的使用要求。     

水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估

为开展水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估研究,首先采用ANSYS/CFD计算螺旋桨流体模型在设计工况下的水动力载荷,并基于ABAQUS软件通过编码INP文件将水动力载荷施加于螺旋桨结构强度模型上;然后基于Hashin失效准则,分析不同铺层角下螺旋桨可能出现的失效模式,进行复合材料螺旋桨结构强度的评估分析;最后,依据应力等效原则,将水动压力载荷等效为集中载荷,开展模型桨静强度试验和仿真计算。结果显示:仿真计算结果与试验结果吻合良好,最大误差在9%以内,验证了复合材料螺旋桨强度评估方法的可靠性。     

组合式起重机支撑结构力学性能研究

为了能够准确合理的确定组合式起重机船体支撑结构的设计工况及载荷成分,寻找结构应力响应及变形模式特点,评估起重作业的安全性,确定安全的起重臂放置方向及行之有效的结构加强方案,本文根据《船舶与海上设施起重设备规范2007》的相关要求,以实船作为算例,采用有限元方法对起重机支撑结构的力学性能进行研究,充分考虑了船舶倾斜和船舶运动产生的起重机附加载荷,以及不同起重臂方位角的影响,根据不同工况下结构应力和变形的计算结果,对各设计载荷成分对结构强度和刚度的影响进行了评估,分析了不同的起重臂方位角下结构应力响应及应力成分的特点及规律。通过本文的工作最终确定了起重机支撑结构的典型设计工况、主要破坏载荷和变形模式、危险的作业方位角及安全的起重臂放置方向,为类似结构的设计提供了一些参考和借鉴。     

复合材料螺旋桨强度评估方法研究

为实现对复合材料螺旋桨强度进行准确的评估,本文基于Hashin强度准则对特定铺层的螺旋桨在设计工况水动力载荷下进行强度评估;鉴于模拟螺旋桨所受水动力载荷具有很大的局限性,开展等效集中力研究;静强度试验表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好,各测点处应变均呈线性增长,有效佐证了强度评估方法的可靠性。     

复合材料螺旋桨强度评估方法研究

为实现对复合材料螺旋桨强度进行准确的评估，本文基于Hashin强度准则对特定铺层的螺旋桨在设计工况水动力载荷下进行强度评估；鉴于模拟螺旋桨所受水动力载荷具有很大的局限性，开展等效集中力研究；静强度试验表明，有限元计算结果与试验结果吻合较好，各测点处应变均呈线性增长，有效佐证了强度评估方法的可靠性。     

超深水钻井船钻台支撑结构设计与强度评估

针对某新型钻井船钻台支撑结构,基于DLA全船有限元分析结果,采用子模型方法,对钻台支撑结构关键区域进行网格细化,综合考虑钻井船生命周期内全部装载和作业工况,对钻台支撑结构进行结构设计和强度评估。分析了各计算工况下的控制载荷,探索了相应的结构优化方向,总结了钻井船钻台支撑结构的设计要点。     

“海洋石油201”深水起重铺管船动力定位能力分析

深水起重铺管船是深水油气资源开发的重要装备,其定位系统定位能力是起重铺管船的关键设备之一。以我国首艘深水起重铺管船"海洋石油201"为研究对象,参考相关规范和经验公式,计算了船舶在设计海域受到的环境载荷,并根据API规范的推荐要求,对船舶动力定位系统的定位能力进行了分析。     

铺管船铺管作业锚泊系统分析

针对海管铺设作业中铺管船的锚泊系统分析,基于三维势流理论,采用ANSYS-AQWA软件,考虑风载荷、流载荷、波浪载荷等因素,建立了铺管船与锚泊系统时域耦合分析方法。在此基础上,针对西气东输香港支线的海管铺设作业,根据作业海区的海况条件,分析了铺管船运动响应与锚泊系统的载荷特性,完成了香港支线海管铺设作业的安全性评估,给出了不同海况下铺管船安全作业的包络曲线。最后,根据评估报告与指导意见,顺利完成了香港支线的海管铺设作业。     

深水/浅水铺管起重船尾部结构设计

介绍了深水和浅水铺管起重船尾部的结构和布置,针对铺管起重船尾部区域具有设备多、局部载荷大和结构形式复杂的特点,分析了尾部结构设计中的难点。通过采用有限元方法对尾部结构进行建模、加载和计算,评估了尾部船体支撑结构以及起重机基座结构在各种载荷(特别是起重机载荷)作用下的强度。通过对计算结果进行进一步的分析,比较了深水和浅水两种类型的船舶尾部结构特点。另外介绍了使用有限元计算方法对尾部结构进行简单优化的设计过程。最后得出了具有实用价值的结论。     

基于Workbench-AQWA的铺管船托管架结构时程分析

选择上海振华重工设计制造的用于铺设海底管道铺管船托管架作为研究对象，通过AQWA软件得到铺管船与托管架的运动响应幅值算子（RAO），并通过时域分析计算铺管船与托管架在实际海况下的波浪载荷和加速度时程；采用OFFPIPE软件对不同管径、水深的管道-托管架模型（线-点模型）进行动态铺设分析并得到托辊反力；根据托管架受载的特点，以加速度时程作为托管架的载荷条件对其进行结构时程分析，对比在规则波与不规则波海况下的应力水平。研究成果为后续托管架设计奠定基础。     

铺管船作业安全性的评估方法

参考采用锚泊移位系统铺管船的实际作业情况,利用Ansys-AQWA软件评估不同海况、不同布锚方式下铺管船作业的安全性,得出风流系数的计算公式,利用Fortran语言和批处理语句实现大量工况的自动计算和结果后处理.以一例布锚方式为例说明整套流程的实用性以及高效性,表明该流程可显著提高铺管船作业安全性评估的工作效率.     

铺管船运动补偿系统的设计与研究

为了减少铺管船在风浪中的升沉运动对托管架、缆绳以及铺管作业效率的影响,可在铺管船上建立一个运动补偿系统。文章以铺管船FORTUNA为研究对象,对该系统进行了方案设计,介绍了该系统的结构组成和工作原理,并用MOSES软件建立模型,进行频域和时域分析,分析涵盖了各个不同铺管半径的作业工况。分析结果表明,这套运动补偿系统的设计合理,且技术上可行。     

J型铺管船动力定位性能研究

本文对J型铺管船的静、动态动力定位性能开展研究,得到风速包络线和推力使用率,确定了铺管船能够抵抗的极限载荷,以及在作业工况下推力使用情况。在时域中对动力定位的J型铺管船进行了运动模拟,确定了船舶的定位精度,并对铺管作业对定位能力的影响展开研究,研究了以不同角度进行管道铺设时对推力使用率的影响,在时域中研究并比较分析了进行铺管作业船舶的动力定位精度。本文明确了船舶在铺设管线时的动力定位能力,为工程实践提供参考。     

地质调查船月池结构局部强度评估及优化

采用直接计算法对地质调查船的月池结构强度进行评估。对调查船全船建立有限元模型,并对月池结构进行细化;考虑月池区域局部载荷最大的工况,利用频域内的三维势流理论和设计波法计算地质调查船在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下月池结构处井架支脚的支反力,进而计算月池结构在不同工况下的应力响应。参考散货船结构强度直接计算分析指南对月池结构强度进行评估,对不满足许用应力标准的结构给出了优化方案并进行了进一步的校核。结果表明,三维势流理论和设计波法为带有月池结构的船舶波浪载荷的计算提供了有效的技术手段,采用直接计算法所得到的评估结果可为该类船舶的设计开发提供参考。