海洋平台浮托安装分析及其关键技术

大型海洋工程结构一般采用吊装法进行海上安装.随着海洋结构物重量的不断增大以及受到起重船吊装能力的限制,大型海上结构物浮托安装技术正成为海上施工安装的1种新方法,并成功应用于浅海固定式平台大型组块和深海浮式海洋平台的海上安装.本文介绍了海洋平台海上浮托安装的步骤、关键缓冲设备,列举了一些国内外的安装工程实例,指出了浮托法的关键技术,最后针对某工程实例,利用SESAM软件进行浮托法水动力分析.     

海洋平台浮托安装中横荡护舷限位和缓冲性能分析

浮托安装法,是相对于传统吊装法的一种新型海洋平台安装方法,具有起重能力大、作业周期短、安装费用低、适用范围广、操作安全方便等优点,解决了海上大型平台组块的安装问题。为了研究横荡护舷对浮托安装的影响,首先对海洋平台浮托安装中的护舷装置进行了介绍,然后针对某工程实例应用AQWA软件进行了数值模拟,并进行了模型验证。从时域方面对就位状态下的浮托模型进行了耦合动力分析,研究了横荡护舷参数对驳船运动和撞击力的影响规律。研究表明,横荡护舷可以有效地减小驳船运动和撞击力,其限位和缓冲作用与护舷尺寸及护舷刚度均有关。研究结果可为实际浮托安装工程提供重要的参考。     

海洋平台组块浮托安装总体设计方法

从海洋平台组块安装的需求出发,介绍了平台组块浮托安装法在海上油田开发中的应用,并根据中国海域已经实施的多个平台组块浮托法安装总体设计和研究经验,提出了一套平台组块采用浮托法安装的总体设计方法,给出了金县1-1中心平台浮托法总体设计的关键计算结果.该方法得到了5个平台组块浮托法设计和海上施工的验证,并对海洋平台组块的浮托法设计具有较好的借鉴作用.     

海洋平台浮托安装的数值实验研究

相较于传统的吊装法,浮托安装法是目前一种比较安全、经济、可靠的大型组块海上安装方法。本文对某平台上部组块的海上浮托安装进行了数值模拟,应用ANSYS-AQWA软件建立上部组块-驳船-系泊系统模型,在时域内对模型就位状态下的运动响应进行了耦合动力分析。重点研究了不同波浪工况下上部组块-驳船-系泊系统模型关键点的运动以及系泊张力的变化情况。研究结果对实际工程中应用浮托安装法施工具有重要的参考意义。     

荔湾3-1上部组块浮托安装实测研究

随着海洋资源的开采走向深海,海上平台需要面对更加恶劣的海洋环境,因此,需要平台的质量更大,结构更强。而如何安装这些大型平台成为工程施工的重要挑战。浮托安装法是大型平台安装的一种十分有发展前景的安装方法,在浮托安装过程中进行实时监测,可以为浮托安装提供直接的信息反馈,保障安装的顺利进行。以荔湾3-1浮托安装为例,讨论了浮托安装过程中用到的实测技术,主要包括:浮托驳船及组块插尖的六自由度运动监测;施工海域海洋气象条件监测——风、浪、表面流和潮位;浮托驳船两侧护舷的载荷监测。并通过对实测结果进行综合分析,给出可靠的实测数据,为对比理论计算和模型试验,检验预报方法的可靠性提供支持。     

荔湾3-1组块浮托安装实船监测与数值模拟

目前海洋平台日趋集成化、模块化,重量和体积都逐渐增大,使得适合安装大型组块的浮托安装法得到飞速发展。介绍荔湾3-1大型导管架平台浮托安装中使用的实测技术,对驳船的运动监测和海洋环境监测等测量数据进行分析,分析结果被应用于指导整个浮托安装过程,保证浮托安装符合安全施工标准。对浮托安装载荷转移阶段采用数值计算方法进行作业过程模拟,将计算结果与实测结果进行对比分析,两者具有较好的相似性。     

惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装研究

从动力定位船舶浮托安装研究出发,归纳了动力定位船舶浮托安装的优势,并以"海洋石油278"驳船进行组块浮托安装为例,提出了南中国海大型组块采用动力定位船舶浮托安装的气候窗及动力定位能力分析方法,给出了惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装的关键设计结果。本研究对环境恶劣海况下的大型组块浮托安装具有一定借鉴意义。     

浮托安装进船过程中护舷碰撞力实测研究

浮托安装法广泛应用于大型组块海上安装。导管架平台上部组块浮托安装进船过程中,风、浪、流引起的浮托驳船横向运动造成浮托驳船与导管架桩腿的碰撞,碰撞力可能会对导管架结构造成损伤。陆丰7-2上部组块浮托安装中,为了监测碰撞力大小,设计了碰撞力海上监测系统。通过在导管架外侧四个桩腿上安装光纤光栅应变传感器对碰撞过程中导管架桩腿进行应力监测,进而计算碰撞力。对碰撞过程,载荷作用位置、方向进行简化,并对载荷大小及垂向作用位置对计算的影响进行了研究。结构分析模型简化后,测点von-Mises应力与碰撞力大小成正比,对导管架整体结构建模计算并取局部结构计算比例系数,结合应力实测数据计算出进船过程中驳船对导管架桩腿碰撞力。     

超大型组块浮托安装的创新设计与突破

浮托安装是海洋工程的一项新技术,起源于国外,替代了起重船作业,由于载运量大且组块连接调试时间短,目前已是海洋工程建设的重要技术手段。中国海油引进组块浮托安装技术,经再创新加快了海上平台建设     

半潜式自航工程船“海洋石油278”开工建造

2010年7月19日，海洋石油工程股份有限公司、招商局重工（深圳）有限公司在深圳举行了5万吨半潜式自航工程船“海洋石油278”的开工仪式，这标志着这艘性能世界领先的半潜船提前开工建造。“海洋石油278”可以在全球无限航区航行，载重量53500t，下潜深度26．8m，是世界上第一艘拥有DP2功能的5万吨级以上的半潜式自航船，综合作业能力在国际同类船舶中处于领先地位，可以大幅提升海上平台组块的浮托安装、钻井平台的装卸与运输以及深水工程中的运输与安装作业效率。     

埕岛油田海底管道安装应力计算方法的研究及应用

海底管道的施工质量直接关系到海底管道能否长久地安全运行。对施工期间各种环境荷载、施工荷载作用下的海底管道在力和变形进行计算,分析和监控、是确保底管道施工质量的不可缺少的重要手段。本文通过计算实例对浮拖法敷设海底管道安装计算分析的方法作了研究,并对胜利海洋石油开发公司与天津大学合作研究开发的涨底管道安装分析软件在胜利岛油田海底管道工程建设中的应用作了介绍。     

海洋石油工程全程质量管理研究

海洋石油开发工程具有投资相对较高、应用技术的科技含量高、风险性高、安全要求高等特点,其质量要求比陆地工程要高得多。文中结合作者在海洋石油工程项目质量管理方面的研究,依照项目管理知识体系指南(PM BOK),运用全面质量管理的思想,分析了海洋石油开发工程设计、建造和海上安装调试等全过程的质量管理,提出相应管理内容,为此类工程项目管理提供了合理化建议。     

海上气田气井排液采气技术应用及发展浅谈

目前国内海上气田排液采气工艺措施主要分成两类,一类是可以较长时问采用的工艺技术,主要以连续和间歇气举为主,一类是临时采用的工艺技术,主要有固体泡排和连续油管作业。从排液采气工艺技术应用来看,已经取得了一定的效果,但仍未形成成套技术系列,应用范围受限较大。而受海上气田平台操作空间、气田流体性质、气田完井工艺以及措施成本等各方面的影响,陆地上常用泡沫排水、柱塞气举、小油管排液采气等技术在海上平台应用还有很多瓶颈无法实施。针对目前海上天然气开发实际,初步提出了下阶段可能在海上气田可以适用的排水采气工艺技术和发展方向。     

转角阻尼器对海洋平台-摇摆墙体系抗振分析

在海洋平台摇摆墙体系基础上,提出在海洋平台和摇摆墙之间刚性连接杆的铰接点处安装粘弹性转角阻尼器的减振措施,对海洋平台进行进一步减振控制。对粘弹性转角位移阻尼器的刚度和阻尼参数进行了优化分析,可知阻尼器的阻尼与刚度在结构减振中起到了十分重要的作用,且存在特定范围内的优化值。以JZ20-2北高点井口平台为例,利用ANSYS进行地震荷载作用和实测挤压冰荷载下的仿真分析,研究了粘弹性转角阻尼器在海洋平台和摇摆墙之间刚性连接杆铰接点处的不同安装方式,对比分析减振效果。结果表明,在该体系刚性连接杆的铰接点处安装粘弹性转角阻尼器能显著降低结构的振动反应,连接杆右侧安装粘弹性转角阻尼器的方式为减振效果最佳方式。     

海洋石油工程服务管理研究

海洋石油工程具有高投资、高风险、高技术含量等特点.海洋石油工程是项复杂的系统工程,提高服务管理水平,对于保证施工、建造、拖航及安装设置过程的安全,提高效率,进而提高竞争力极为重要.文中提出了海洋石油工程服务管理的系列理论与方法,并提出海洋石油工程服务管理中应注意的事项,为此类工程项目管理提供合理建议.     

Inverse vibration technique for structural health monitoring of offshore jacket platforms

In this paper a new approach is introduced for structural health monitoring of offshore jacket platforms. The procedure uses the measured ambient vibration responses and the corresponding readable natural frequencies and mode shapes of the structural system. Since offshore platforms are composed of heavy topsides supported by jacket structures, participation of the first mode is dominant in each direction in the response of the structure under field excitations. Moreover, ambient vibrations such as wave loads and boat impacts only excite the first modes of the structure. Therefore, it is difficult to find higher modes and the pertinent frequencies by use of accelerometers data. The introduced innovative method in this research uses the first few fundamental frequencies and mode shapes of the structure. The algorithm employs the inverse vibration technique to develop a simple two and three dimensional reference model for monitoring health of the structure. To show the efficiency of the proposed procedure, a case study is carried out on the models of a jacket-type platform in the Persian Gulf, namely SPD2. Finally, an uncertainty analysis is performed, due to the existence of noises and uncertainties in input data collected by accelerometers. Results indicate that the proposed method has the ability to detect the induced damages by a high level of accuracy considering probable sources of error.     

Discussion: A review on the behaviour of helical piles as a potential offshore foundation system

Abstract

Helical piles have emerged as an attractive foundation system for offshore applications with renewed interest from the offshore community. Significant research gap currently exists in transferring this technology offshore and this paper discusses how existing and emerging knowledge can be successfully used to bridge some of the gaps. We focus on the Coupled Eulerian Lagrangian (CEL) large deformation finite element (LDFE) modelling technique that is commercially available and can be used to model the three-dimensional installation process with consideration of strain rate and softening effects in soft offshore clays. A helical pile of L?=?7.5?m long is modelled with one or two large-diameter helices (D?=?2?m) attached to a central shaft of d?=?0.5?m in diameter.The net effect of strain rate and softening is to increase the installation torque. The measured torque is within the range of 200–400?kN.m for the offshore clay and the pile geometry studied. Additional helices increase the uplift force but to a lesser degree than that of the measured torque. Remoulding induced strength reduction is found to be within the range of 25–33% of the intact clay strength. Issues of extracting and reusing offshore helical pile foundations are discussed.     

新型双船起重拆除平台试验研究

拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪流作用下,半潜船和平台的所处方位和运动姿态一直处于动态变化中,这对船舶调节压载的稳定性以及双船运动的同步性提出了要求。为了确保该方案的高效性和安全性,设计了一套完整的模型试验装置,包括船舶模型、平台拆卸辅助设备、六自由度运动采集与分析系统、控制系统、无线通讯系统以及测量系统。开展了相应的水池试验,试验结果验证了双船起重拆除平台方案中双船协同运输这一关键环节的可行性和安全性。