渤海导管架平台的冰激振动响应分析

为研究渤海海域海冰撞击导管架海洋平台的冰振响应,基于锥体冰力函数,本文建立了渤海海域的冰力作用模型。采用ANSYS有限元软件对导管架平台与海冰的相互作用进行数值模拟,开展了海冰作用下抗冰平台的静力分析及平台动力响应分析。通过与静力分析结果对比,验证了动冰力对结构响应的动力放大效应。在此基础上通过改变冰厚、冰速等海冰参数,研究了不同冰力作用周期下导管架平台的冰振响应。研究表明,海冰厚度及海冰流动速度是影响平台动力响应的主要因素,为导管架平台结构的动力优化设计提供了研究基础。     

TLD水箱减(冰)振的现场试验研究

寒冷地区海洋结构物在漂移的冰排作用下,常会发生剧烈地振动[1].运用传统的增加结构整体刚度的方法来加强结构的抗冰振能力往往效果甚微,并且由于海洋工程投资巨大,这种做法往往不经济、不现实.根据目前已发表的文献资料,对已经建成的海上平台,减冰振可从改变振源特性和动力消振这两方面来考虑.     

渤海潮汐对冰作用的数值模拟

为研究渤海潮对海冰运动的作用,将渤海海冰模式与Ｂｌｕｍｂｅｒｇ的ＥＣＯＭ－ｓｉ模式通过动力作用联结,构成一种海冰一海洋动力耦合模式。应用上述耦合模式对渤海冬季潮流对冰的动力作用进行模拟研究,得出了渤海海冰运动的一些显著特征。     

海洋平台优化设计的研究进展

结构优化是结构设计理论的重要发展,随着“十五”渤海大油田勘探开发战略的实施,结构优化技术将在新型抗冰振平台设计中发挥重要作用。从静力优化设计、动力优化设计、基于可靠度优化设计、全寿命优化设计四个方面论述了海洋平台结构优化设计的研究现状,并展望了海洋平台优化设计的研究前景。     

抗冰导管架平台动力特性分析

目前的抗冰导管架平台结构设计主要是考虑极限冰力引起的破坏,尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。为了更好研究冰荷载、冰激振动机理以及提出合理的概念设计,冰荷载下抗冰导管架结构的动力特性分析是十分必要的。基于现场冰与导管架结构相互作用的多年观测以及数值模拟研究,分析渤海辽东湾典型导管架结构在交变冰力作用下的动力特性,提出了适于冰荷载研究与抗冰导管架结构概念设计、分析的简化力学模型,解释柔性抗冰导管架结构动力效应显著的原因。     

正倒锥体结构上冰力谱分析实验研究

利用研制的新型非冻结可破碎合成模型冰材料，进行了冰排与正倒锥体结构物作用的物理模拟试验研究，试验中观察记录了冰排的破碎过程并测定了作用于锥体结构物上的冰力，通过快速傅立叶变换方法由所测得的冰力时程曲线得到冰力频谱，分析并讨论了冰排速度，本结构物的水线直径，锥角以及冰排弯曲破坏方向等对冰力频谱对冰力频谱因子的影响。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估

应用ANSYS软件建立了自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行了动力分析和桩腿的极限强度和疲劳强度校核。应用本模型对渤海某自升式平台桩腿进行的强度校核和不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤实例分析表明,本文的研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了一个有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

考虑弹性变形铰接塔平台非线性动力响应

研究计入弹性变形铰接塔平台在深水中的非线性动力响应。将铰接塔平台简化为顶部具有集中质量,底部具有扭转线性弹簧约束的均匀弹性梁,考虑波浪对平台的作用,应用莫里森(Morison)公式计算铰接塔平台瞬时位置所受水动力,建立了铰接塔平台横向运动的偏微分方程,采用伽辽金方法计算波浪作用下铰接塔平台非线性动力响应。计算了铰接塔平台的固有频率和模态,得到了铰接塔平台不同频率波浪激励下各阶模态的动力响应。计算结果表明,在波浪激励下系统二阶模态将发生2、34、倍超谐共振运动,并且揭示了弹性铰接塔平台在波浪作用下振动的不对称性。     

导管架海洋平台结构静力弹塑性分析方法研究

以渤海一座导管架海洋平台为例,分别在两种不同的控制工况下采用静力弹塑性(Pushover)方法对其在地震作用中反应进行研究,采用能力谱法确定结构目标位移,同时进行结构在相同地震动下的弹塑性时程分析。通过比较Rushover分析方法及动力时程分析方法建立的结构能力曲线、节点位移、塑性铰分布等,证明了Pushover方法在导管架海洋平台结构抗震性能评价工作中是可行的。研究结果对实际工程中抗震性能决策有一定借鉴意义。     

渤海抗冰导管架平台失效模式分析

基于多个现役结构的监测数据,对渤海抗冰导管架平台的动力失效进行了分析。结果显示,渤海抗冰导管架平台属于典型的柔性抗冰结构,存在比较显著的冰激振动现象,冰振不仅能引起显著的导管架管结点疲劳应力,还会激起较大的甲板加速度响应,引起作业人员与上部设施的疲劳问题。     

海冰爬坡和堆积行为的试验研究

对于浅海区采油平台等设施常采用斜坡式人工岛形式,虽然在一定程度上起到降低海冰对平台的作用,但是海冰沿着斜坡上爬至平台并形成堆积,同样也会对平台设施造成破坏,因此有必要对海冰堆积爬坡的关键参数进行研究。通过在冰排前进方向放置混凝土实体结构物模拟海冰堆积和爬坡过程,分析了模型冰爬坡和下滑角度、最大堆积高度等关键参数以及模型冰断裂长度的统计特性及其与变形模量的关系,试验结果表明水位越高,冰排越容易发生堆积爬坡。破碎的模型冰在结构物前堆积后,形成爬坡角和下滑角。爬坡角随着堆积体的增大而增大,下滑角则逐渐减小。堆积冰高度一定时,高度不再增加,在来冰方向会形成新的堆积。这种现象为浅海区海上结构物的防冰减灾提供了新思路。     

渤海原油的蒸发风化对油指纹的影响

选取渤海3个不同区块不同平台的原油样品,进行室内蒸发风化模拟实验.采用气相色谱法和气相色谱一质谱联用法,分析了在不同风化程度(最大风化、最大风化的1/3、最大风化的2/3)下正构烷烃、生物标志化合物以及用于溢油鉴别的诊断比值在风化过程中的变化特征,探讨了渤海不同原油的蒸发变化过程,对渤海溢油鉴定具有重要的借鉴作用.     

海冰静力作用的特点及几种典型结构的冰力模型试验

海冰静力作用的重要特点是它对结构破坏程度的严重性以及对环境和结构条件的敏感性。冰力模型试验是流体模型试验,又是材料模型试验,所以要遵循特殊的模型律。本文介绍的几项冰力模型试验不仅证实了常被设计者忽略的直立桩柱前冰排的挤压破坏中常不同程度地包括有压屈破坏的成分,而且也证实了直立墙前冰排主要是压屈破坏,斜墙前冰排主要是弯曲破坏。同时给出了这些结构上冰力的量值。     

导管架平台的三维可靠性分析

本文以渤海有冰海域的导管架平台为对象,探讨了结构系统在海冰、海流和风荷载联合作用下,考虑弯矩与轴力两种荷载效应以及腐蚀海生物附着综合影响的三维可靠性分析方法.     

基于实测动冰力时程的海洋平台结构冰振反应分析

冰激平台结构振动是影响渤海石油钻采平台冬季正常生产和安全的主要因素。本文采用实测冰压力时程,对渤海辽东湾北部的ＪＺ２０－２ＭＵＱ平台结构进行了冰振反应分析,计算了不同设计冰厚、不同冰作用方向和标高及平台桩腿有无正倒锥体（一种破冰装置）的结构反应,探讨了正倒锥体对减轻冰力和结构反应的作用,发现了结构冰激振动的一些特征,为在该平台上实施振动控制方案提供了依据     

新型水下钻井装置水动力特性研究

以锚泊半潜式钻井平台在规则波作用下的运动数值预报为基础,分析钻井平台诱导运动下,与平台相连的新型水下钻井装置水动力特性,以及该钻井装置各关键节点处的受力情况,评估该诱导水动力作用的重要性,及该系统在各种海况下的安全性能。     

渤海悬浮物浓度分布和水动力特征的关系

1　引言在浅海 ,水动力条件 (包括海流、海浪等 )对悬浮颗粒物浓度分布起着非常重要的作用 .对渤海 ,秦蕴珊等[1] 作了定性讨论 ;曹祖德等[2 ] 以波浪掀沙、潮流输沙为动力过程基础 ,建立了悬浮物输运数值模式 ,并对渤海湾作了模拟 ;而Ｊｉａｎｇ等[3 ,4] 则将 1个较全面考虑各种动力过程 ,尤其是海底界面处的沉积侵蚀过程的数值模式应用到渤海 ,进行了 1ａ的模拟 .这些结果均表明了水动力作用的重要性 .然而在渤海相应的现场观测较少 ,缺少对整个实际过程的感性认识 ,很不利于今后从动力学角度进行深入研究 .本文将基于在渤海中的实际观测 ,分析水动力条件与悬浮物浓度分布之间的关系 ,以期从直观上给出一定描述 ,建立一种概念 .2　观测2 0 0 0年夏季 ,国家重点基础研究发展规划项目“中国近海环流形成变异机理、数值预测方法及对环境影响的研究”0 4及 1 2课题在渤海进行了一次综合调查 ,其中对渤海悬浮物浓度、海流及海面风速作了观测 .整个观测分为两个阶段共 3部分 ,第 1个阶段是 2 0 0 0年 8月 1 2～ 2 1日在渤海湾、莱州湾及渤海海峡共设立了 4个连续站 ,进行了连续 7ｄ的同步...     

抗冰导管架平台冰激疲劳寿命估计

基于安全寿命设计理论,论述了抗冰平台冰激疲劳寿命估计的方法,给出了谱分析和时间域分析方法的内容和流程,其中疲劳冰荷载和冰疲劳环境模型是冰激疲劳估计的两个关键问题。基于渤海冰情和冰荷载连续多年现场观测数据,初步建立了渤海JZ20-2海域海冰疲劳环境模型和锥体结构冰力谱,并利用谱分析方法,对新建的JZ20-2NW平台进行了详细冰激疲劳估计。此方法对抗冰平台的安全评估与动力分析具有一定的借鉴意义。     

渤海海底地貌特征和控制因素浅析

基于我国近海地形地貌调查项目获取的水深、侧扫声纳及浅层剖面数据,结合渤海海域历史资料和前人相关工作、研究成果,对渤海地貌类型和分布特征进行了描述。在一些重点区域通过最新调查资料和历史资料的对比,描述了地貌的变化趋势,在此基础上编绘了渤海海底地貌类型图,并从地质构造、海平面变化、河流和海流等水动力作用以及人类活动几个方面对影响渤海海底地貌发育的因素进行了讨论。     

风暴作用下渤海中污染物(COD)输运的研究

本文利用三维POM模式,分别就潮汐作用下和风暴作用下污染物输运进行了数值模拟;比较了两种驱动下渤海内污染物输运的差异。通过比较发现:风暴潮(尤其是寒潮)平均每年使渤海污染物总量的减少量是潮汐作用的3~4倍;每次风暴潮过程对渤海内污染物重新分布的作用与潮汐30天的作用是同量级的。所以,在研究渤海的污染物输运时,必须考虑风暴潮的作用,否则,会产生很大的误差。