自升式平台拖航工况桩腿设计标准研究

本文对自升式钻井平台拖航工况桩腿的外力、内力和应力设计标准进行了综合分析。分别按照美国船检局、英国劳氏船级社、挪威船级社和我国船检局的近海移动式钻井平台入级和建造规范对我国建造的自升式平台桩腿结构进行分析计算。将所得的结果列表并绘出曲线,进行了综合分析。其结论为应用近海移动式钻井平台入级与建造规范和对这种自升式平台设计提供适当的依据.     

自升式平台拖航稳性研究

本文计算了各类自升式平台在不同拖航操作状态下的稳性，并根据计算结果分析研究了这些操作的利弊。本文可供自升式平台设计、操作和检验者参考     

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。     

自升式钻井平台风载荷试验研究

对于自升式钻井平台而言,风载荷在所有环境载荷中比重最大。现行规范在计算平台风载荷时主要采用面积投影法,不考虑各构件之间的空气动力学干扰的影响,导致计算结果偏于保守,不利于结构的优化设计。本文以CIMC自主研发的122m水深自升式钻井平台为例,对其于在位状态和迁航状态的风载荷进行风洞试验研究,并与规范计算结果进行对比验证。结果表明,试验结果要小于规范计算,空气动力学干扰和升力作用的影响不可忽略。     

基于BP神经网络的深水自升式海洋平台智能控制模型试验研究

基于BP神经网络控制方法设计了一种适用于自升式海洋平台的智能控制系统。为了验证该控制系统的有效性,以墨西哥湾海域某典型深水自升式海洋平台为原型,根据动力相似准则按照1∶40的相似比设计海洋平台试验模型,采用磁流变阻尼器作为实施该智能控制方法的控制器,并对其主要参数进行了设计。在此基础上,在波浪水池中分别对有、无安装控制系统的自升式海洋平台模型进行了多工况的波浪试验,通过对比安装控制系统前后平台结构的响应幅度,研究了控制系统的振动控制效果。试验结果表明:基于BP神经网络的磁流变阻尼智能控制系统能够有效地控制自升式海洋平台结构的动力响应,且控制效果稳定。     

自升式海上石油钻井平台振动模态的有限元计算和分析

本文对某自升式海上石油钻井平台的振动模态进行了计算和分析。平台长57.6米、宽34米,采用4根直径为3米的管形桩腿,腿高78米,工作水深40米,桩腿插入泥面以下约3米。本文提出了计算该平台振动模态的两种模型:空间薄壁结构模型和空间框架模型,用 SAP5结构分析程序进行了计算,获得了该平台的第一至第廿谐调的振动频率和模态,为我国自升式钻井平台动态特性的设计、分析和使用提供了有用的数据和可行的方法。文中对上述两种计算模型作了分析和比较,指出本文提出的空间薄壁结构模型是计算这类平台整体振动模态的一种简单易行而又经济的合理模型。此外,本文还指出了这类平台振动周期的跳跃现象,讨论了桩腿的支承条件对平台振动周期的影响以及平台结构的质量和附连水质量的处理等问题。     

自升式平台冰激动力响应分析

应用ANSYS软件建立了平台和冰相互作用的有限元模型,构建了自升式平台的冰激振动模型,并计算基于2种冰力模型的自升式平台的动力响应。此动力分析方法具有建模方便和计算精度高的特点。以某自升式平台为例,计算了冰和平台结构相互作用的耦合效应,为自升式平台冰激振动安全评估提供了参考依据。     

自升式平台液压升降系统的状态模糊综合评判研究

采用故障诊断技术和模糊综合评判方法,分析自升式平台液压系统的功能特点,建立自升式平台液压系统状态评估模型。文中首先对基本设备的故障模式展开研究,然后对这些故障模式进行影响度分析,并在此过程中综合考虑了基本设备单元的重要度和故障模式的维修难度。之后,建立常见故障检查程序,确定液压系统存在的故障模式。最后,利用模糊综合评判建立自升式平台液压系统状态评估模型。该模型评估过程简单、清晰,评估理论充分、可靠,评估结论准确、有效。     

自升式钻井平台海上迁航阻力计算研究

针对自升式钻井平台在海上迁航时的迁航阻力计算提出了一种计算方法,此种方法在吸收和归纳国内外迁航规范、标准的基础上,对某国内典型形式的自升式钻井平台迁航阻力的计算方法进行了研究。考虑迁航过程中静水力拖航阻力、风阻力载荷和波浪阻力的作用,同时根据平台的具体布置形式考虑了平台风阻力的遮蔽效应。在计算得到平台迁航阻力总阻力的基础上,对拖船选择和拖曳设备的配备给出了具体要求。最后,对具体平台的迁航阻力进行了算例研究,并同该平台操船手册中给出的迁航阻力进行了比较,迁航阻力计算结果符合良好。     

基于MADM的自升式钻井平台主尺度方案优化

针对不同评价指标对决策结果影响权重多样性的问题,建立多属性决策模型对平台主尺度方案进行优化决策。基于自升式平台主体设计参数数据库,采用BP人工神经网络建立平台主尺寸关键参数多变量预测模型,在此基础上开展主尺度方案正交优化设计。将桩腿屈服强度、屈曲稳性、整体抗倾稳性作为平台安全适用性评估准则,进一步运用多属性决策理论,建立基于信息熵的自升式平台主尺度方案决策方法。研究结果表明,BP人工神经网络预测模型具有较高的预测精度;多属性决策模型可以将平台结构安全适用性定量评估引入方案决策过程中,而且综合考虑了不同评价指标对平台主尺度设计方案的影响程度及敏感性;最终,对SD-400自升式平台主尺度进行优化决策,验证了该方法的工程适用性。     

SOECO海洋平台工程计算机程序和系统

本文主要介绍上海海洋石油平台工程设计公司(简称SOECO)近年来独立编制的一套海洋平台工程计算机程序系统,能供设计工程师对空间桁架式的导管架进行静力和动力分析。这套海洋平台结构计算程序还可以推广应用于自升式和半潜式平台等其它海上构筑物的结构计算,完全能为今后的海洋开发事业服务。     

自升式平台的非线性随机波浪载荷响应

本文对受随机波浪载荷的自升式平台结构非线性随机响应,在时域内作了动态分析。分析中考虑了平台桩腿与海底间的相互作用,用随机模拟的方法产生随机波浪外载荷,并考虑了Morison 力中的非线性,在时域内采用 FFT 法进行了动态响应计算。给出了自升式平台 Dyvi-Gama 在随机波浪载荷作用下的非线性随机响应的极值响应结果,并对所得极值作了若干随机分布分析,指出在所分析的结构响应中考虑非线性因素的情况下,几种分布中,唯有冈贝尔(Gumbel)分布较好地描述了其极值分布特征。     

半潜式平台结构分析中波浪理论的选择问题

设计各种活动式钻井站(如坐底式、自升式、半潜式钻井平台)和其它各种海洋工程结构时,为了计算波浪载荷,都要根据作业区的水深选用认为合适的波浪理论,借以计算波内水质点的速度和加速度.本文从工程应用的角度,对半潜式平台结构分析时关于波浪理论的选择问题进行了探讨,还对司托克斯五阶理论的实际应用作了简要的介绍.     

一种新型半潜式平台概念设计研究

在详细研究影响平台综合性能的诸多因素基础上，克服现有半潜式平台存在的不足，结合自升式平台甲板可以自由升降的优点，开发了具有自主知识产权的自升式半潜多功能深海浮式（JCSM）平台。JCSM平台结合了自升式平台与半潜式平台的优势，并以平台综合性能的提升为目标进行了细节上的优化，稳性裕度大且运动性能优良，可适应干式采油、湿式采油和干湿组合式采油等不同采油模式，并同时具有钻井、早期生产、修井、油气处理与油气储运等多种功能。在详述JCSM平台的组成及性能特点的基础上，对JCSM平台进行了稳性与运动性能数值分析，并与传统半潜式平台相比较，验证了所研发新型平台性能的优越性。研究为未来海洋油气田开发提供了一种新的选择，并对全新概念的浮式平台开发有借鉴和指导意义。     

海上自升式钻井平台结构非线性分析

本文分析海上自升式钻井平台结构特征及其桩腿结构非线性大位移特点,采用非线性有限元分析方法,提出考虑剪切影响的三维梁单元几何非线性分析新的方法,并编制相应分析程序,对自升式钻井平台桩腿结构非线性问题进行了合理地分析,取得合理的分析结果.文中还通过自升式钻井平台实例分析说明了此法的应用.     

自升式海上钻井平台结构的模态分析及地震反应的谱分析

本文对某自升式钻井平台结构进行了模态和地震反应分析。用等效桩腿的处理方法把平台结构简化为空间梁系有限元力学模型,采用我国《海上固定平台入级与建造规范》中规定的标准地震谱曲线.首先计算了平台结构前五阶固有频率和模态,然后用基于模态叠加法的谱分析法求出平台结构和桩腿各部位的最大位移和应力反应。最后给出了该平台结构在30m和50m水深海域、桩腿为插桩式和沉垫式两种固定型式下的计算结果和比较。     

自升式平台上外载荷的分析计算

海洋平台由于其作业的要求，而不可避免地受到各种海洋环境的考验。因此在设计平台时，必须考虑平台可能受到的各种外载荷，以保证平台海上作业的安全性。本文讨论了一种小型的自升式平台在外载荷作用下的受力分析，包括在外力作用下平台抗倾覆能力以及外载荷与平台承载力之间的关系。     

自升式平台桩基土体变形规律与破坏机理分析

研究自升式平台桩基土体的变形规律与失稳机理,对合理评价平台桩基的稳定性具有十分重要的意义。本文基于Galerkin数值分析方法,采用网格重绘与插值技术,利用Abaqus/Stand的牛顿求解方法对平台插桩过程进行大变形分析,较为准确地研究了边界非线性对土体变形规律与破坏机理的影响。通过Abaqus二次开发接口,合理地模拟了桩土界面摩擦特性,以及海床土层剪切强度沿深度非均匀变化特性对海床极限承载能力和破坏机理的影响。揭示了插桩过程中桩周土体的变形规律与失稳模式,给出了插桩入泥深度与极限承载力曲线,并将计算结果同Skempton、Hansen等计算公式进行了合理对比。结果表明:本文给出的桩基土体变形规律与破坏机理,能够较为合理地揭示自升式平台插桩过程中海床土体的大变形特性,以及较为合理地评估自升式平台桩基极限承载能力。     

自升式平台分段延时插桩法在浅层气海域的应用

海底浅层气一般指海床浅地层内聚集的气体,是一种典型的海洋灾害地质类型,施工作业时一旦发生灾害,将对生命财产造成不可估量的损失。本文通过介绍海底浅层气的性质和危害,同时对辽东湾浅层气海域的进行工程物探资料分析,结合浅层气海域地层物性的特点,针对带桩靴的自升式平台在浅层气海域桩的插桩过程中存在的风险,提出了自升式平台分段延时插桩方法。并通过实践,指导中油海6平台在该海域的成功插桩,验证了该方法在浅层气海域插桩的可行性,同时实现了桩靴式自升式平台在该区块作业的零突破,具有一定的指导意义。     

自升式钻井平台抗冰特性试验研究

自升式钻井平台在设计时通常不考虑冰荷载的作用,要实现冰区作业,首先需要对该类平台的抗冰能力进行准确评估。本文通过开展冰池试验,对自升式钻井平台冰载荷作用机理、结构冰激特性以及抗冰方法等进行研究。海洋结构受到的冰荷载大小以及结构响应值与冰厚密切相关,冰激振动机理与冰厚无关,探究不同冰速和冰厚下冰荷载及振动响应的时程曲线,可发现低冰速下结构展现出的准静态响应特征以及高冰速下的随机响应特征。冰激振动的发生是结构固有特性、冰速、冰厚、冰材料参数等因素共同影响的结果,其作用机理尤为复杂,本研究侧重于桁架式自升式平台冰区作业中结构冰激振动特性研究。