坐底式钻井船浮态强度分析

本文讨论坐底式钻井船漂浮状态的总强度计算分析问题。应用拟静力法计算坐底钻井船在斜浪、迎浪、横浪等不利的受力状态时的作用载荷;根据该船结构特点,将全船化为空间梁系,引用“OSAS-2”半潜式海上钻井平台结构总强度分析程序,经过前处理,进行总体弯扭强度计算,为这类钻井船的设计提供了计算依据;也为专用程序的扩大使用取得一些经验。     

中国南海极端风暴海况下固定式平台结构可靠性分析

基于中国南海海域风暴环境条件,研究分析南海海域固定式导管架平台结构整体性和可靠性,以及新建固定式平台结构设计准则。采用海洋环境数据后报方法,得到南海海域1972~2011共40年的风、浪、流联合数据,从中抽取风暴环境条件;利用通用荷载模型,将40年间的风暴环境数据转变成结构的荷载数据,即基底剪力或倾覆力矩;并计算得到风暴环境荷载的短期及长期分布,以及任意风暴下荷载的概率分布;根据结构可靠性模型,结合荷载的长期分布,研究基于结构暴露等级及失效概率的固定式平台结构强度储备比。根据计算,得到了不同暴露等级下中国南海平台的强度储备比,并与墨西哥湾及北海海域进行了比较,为新建平台提供设计参考。     

张力腿平台筋腱支撑浮筒结构设计研究

在张力腿平台筋腱与海底桩基连接后,需要筋腱支撑浮筒为筋腱提供足够的浮力,保证筋腱在平台运抵工作海域之前不会发生倾覆。针对南海油田自主研发的张力腿平台筋腱实际尺寸及设计要求,设计了适用于1 061 mm(40英寸)筋腱、500米水深的张力腿平台筋腱支撑浮筒,并对筋腱支撑浮筒主要受力进行了分析计算,根据所计算的载荷情况对关键部件进行了有限元仿真分析,验证了结构强度的可靠性,并得到了结构的应力集中点与最大变形点,为筋腱支撑浮筒的结构设计提供了参考。     

深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析

研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压电子舱上下壳体接合面间接触问题,将非线性接触分析和简化分析法的计算结果进行比较。探讨加工误差与初始缺陷对耐压电子舱力学性能的影响。计算结果表明,耐压电子舱结构优选设计方案满足力学性能和重量要求,并且对加工误差与初始缺陷的影响不十分敏感。     

基于S-N曲线的深水半潜平台疲劳寿命分析

深水半潜平台工作环境恶劣,造价成本高,为保证安全工作,有必要对其进行疲劳寿命分析。首先利用SESAM软件建立目标平台整体模型并分析总体结构响应。然后根据平台总体结构响应计算结果,选取立柱与横撑连接处、立柱外板与上甲板连接处两个关键节点,建立关键节点有限元模型,计算其热点应力。最后采用S-N曲线分析该平台在中国南海环境条件下的疲劳寿命。分析结果显示该平台疲劳寿命符合规范要求,但立柱与横撑连接处的疲劳寿命偏低,应加强日常检修和维护。     

Truss Spar平台在浮卸作业过程中结构强度分析

在桁架式深吃水立柱式平台(Truss Spar)运输作业的浮卸过程中,半潜驳船不断压载下潜直到Truss Spar平台自浮后拖离驳船。针对浮卸作业的双浮体状态,提出Truss Spar平台在与半潜驳船发生接触情况下的载荷计算方案并进行结构应力水平评估。基于三维势流理论及SESAM软件,考虑平台及半潜驳船双浮体之间的水动力相互影响,首先对双浮体系统进行频域下求解,得到波浪诱导载荷;然后在时域下求解波浪中双浮体的运动方程及产生的接触力;最后将这两种载荷下的结构强度分析结果进行线性叠加,得到Truss Spar平台在波浪诱导载荷及接触力联合作用下结构应力水平。对比不同波浪方向及周期下的接触力结果,研究Spar平台结构整体应力水平及高应力区域位置特点,对总体强度水平进行评估。     

半潜平台总体强度分析及方案改造研究

在完成某半潜平台的总体强度分析并实施总装建造后,由于船级社标准的提高及平台工作海域的提升,需对半潜平台进行技术方案改造。根据刚架梁理论及基础设计原理,采用空间刚架梁组合模型快速地评估改造方案的总体屈服屈曲强度。通过试验数据对比和空间撑杆结构力系传递效果以及总体杆件稳定性校核结果对比,确定比较合理的改造方案。对支撑结构与主体结构连接处及支撑管交叉点处进行细化设计并加强。结果表明该平台总体屈服屈曲强度满足规范要求,采用简化方法评估平台改造方案有利于快速实现结构方案的改造优化,为业内平台的设计和改造提供重要的工程参考。     

考虑群桩效应的海洋平台桩—土—结构共同工作研究

考虑群桩效应的近海导管架平台的桩、土结构共同工作研究是一个很复杂的课题，要考虑很多因素。在平台结构的概念设计或初步设计中则可采用一些近似方法。本文根据目前国内外对群桩研究的成果，依据文克尔相互作用模型，提出了一个较方便实用的群桩效应计算方法，并建立了考虑群桩效应的桩—土—结构共同工作的计算模型，通过编制计算机程序得到实现，最后根据算例分析得到有关结论     

浅谈浅海桩基导管架式采油平台的施工安装

桩基导管架式采油平台是海上油气生产的主要设施,它在胜利油田海上石油开发中发挥了重要的作用。文中主要通过对导管架平台施工安装工艺过程和要求进行了探讨,并简单介绍了导管架式采油平台的结构,并根据以往胜利油田海上导管架平台施工的经验和特点,结合该区域的实际情况及有关规定要求,按照导管架的施工安装原则,对导管架陆上制作过程中的下料、组装和探伤等方面进行了概述,对导管架海上施工过程中的装船、运输、定位、吊装、打桩、灌浆等方面进行了详细的分析和探讨,并结合有关法规和标准的要求,提出了一套合理的导管架海上施工安装工艺。     

一种非对称无横撑半潜式平台的整体强度评估

本文基于设计波法对某新型半潜式平台的整体强度进行了研究分析。不同于传统半潜式平台结构形式,该新型半潜式平台的浮筒一大一小,对应的两组立柱也是一大一小,因此结构关于中纵剖面是非对称的;此外该半潜式平台没有横撑结构。本文首先确定了作业吃水和自存吃水情况下新型半潜式平台四种典型危险工况对应的设计波参数,然后研究分析了不同危险工况下半潜式平台的整体强度,并对新型半潜式平台与传统半潜式平台在整体强度方面的差异进行了比较。研究结果表明,该新型平台的最大应力最易出现在大立柱内侧与甲板连接拐角区域,而传统有横撑半潜式平台的最大应力多发生在横撑与立柱连接区域。此外,浮筒与甲板之间的大倒角设计有助于提高新型半潜式平台的整体强度。     

海洋温差能发电系统仿真平台开发及应用

构建海洋温差能发电系统仿真平台,对于开展该领域的技术研究具有重要意义。本文介绍了海洋温差能发电系统仿真平台研发技术,包括仿真系统热力循环模型和海水输送模型的构建、仿真平台的技术框架、仿真系统的特点及功能等,详细介绍朗肯循环各热力学过程的仿真计算模型,并利用该仿真平台分别计算了朗肯循环下9 种不同工质在海洋温差能发电系统中的运行效率,比较了它们之间的性能差异,给出了不同装机容量下的工质流量、温海水流量、冷海水流量及蒸发器、冷凝器的热负荷计算值。该成果为海洋温差能研究提供了一个有价值的仿真试验研究平台。     

SPAR平台拖拉装船作业风荷载计算研究

SPAR平台装船作业和运输过程中受到的风荷载对作业的安全性有极大的影响。采用计算流体动力学方法,针对作业和极限两种工况,对桁架式SPAR平台在不同方向下的风荷载进行数值模拟,然后将数值模拟的结果和规范计算的结果进行比较,证实了CFD计算方法对复杂结构风荷载的有效性,为计算桁架式SPAR平台这类复杂结构物的风荷载提供了一个新方法。     

A Finite Element Method for Cracked Components of Structures

1 .IntroductionOffshoreplatformsarelargescalesteelorconcretestructures.Theyexperiencevariouskindsofdamagessuchasdents ,corrosionpits ,cracks ,deformation ,etc .,afteryearsofenvironmentalimpactofwinds ,waves ,currents ,soilreactions ,earthquakesandice (DuanandLiu ,1 995) .Thesafetyofthestructureshasalwaysbeenthemostimportantissueconcerned ,anditdependsontheassessmentoftheintegrityofthestructures,orspecificallyontheassessmentofthedamagesinthestructures .Riclesetal.( 1 994)experimentallyinvestig…     

自持式剖面循环探测漂流浮标水下运动过程实例分析

文章对正在研制中的“自持式剖面循环探测漂流浮标”完成一个剖面测量任务的过程,进行了运动分析和数值计算。数值计算结果与试验数据的对比显示,数值计算结果是可信的,这对了解浮标在水下的运动状态提供直观的帮助,并为浮标的海上试验提供了参考依据。     

Seismic Response Control of Offshore Platform Structures with Shape Memory Alloy Dampers

In this study, the seismic response control of offshore platform structures with Shape Memory Alloy (SMA) dampers is investigated. A new SMA damper and its restoring force medel are introduced for the calculation of seismic response reduction. Based on an actual platform structure and its mechanical medel, the parameters which may affect the rate of shock absorption are analyzed, such as the number, position and characteristics of the SMA dampers and the condition of the site where the platform is located. The results show that the SMA damper is an effective control device for offshore platforms and satisfactory control can be achieved by proper selection of the parameters.     

海上桶基平台基础边界条件的简化方法与结构优化

海上桶型基础平台采用桶型基础这一新型的基础型式,桶基平台在结构强度校核计算和结构优化中必须考虑其有限元分析模型的基础边界条件简化问题。本文提出了桶基平台有限元分析模型中的基础边界条件简化方法,将桶型基础边界简化为位移弹簧边界元,给出了弹簧刚度的计算方法。通过模型试验与本文提出方法的计算结果的比较,证明本文提出的方法是正确的。同时,将本文提出的方法应用于桶基火炬平台的结构优化,表明该方法是实际可行的并且对于桶基平台的结构强度校核计算与结构优化有重要意义。对于桶基火炬平台的结构优化采用了适合离散变量优化求解的遗传算法,优化的结果有效地降低了结构重量,降低了工程造价。     

Perturbation Analysis of the Attached Water Mass Effect on Offshore Platform Dynamic Response

- Theoretically speaking, it is impossible to make the differential equation of motion uncoupled for the natural modes of a system in consideration of the attached water. The hydro-elastic structure is equal to the, non-proportional damping system. In this paper a perturbation analysis method is put forward. The structure motion equation is strictly solved mathematically, and the non-proportional damping problem is transformed into a series of proportional damping ones in the superposition form. The paper also presents the calculation formula of the dyanamic response of the structure being subjected to harmonic and arbitrary load. The convergence of the proposed method is also studied in this paper, and the corresponding convergence conditions are given. Finally, the proposed method is used to analyze the displacement response of a real offshore platform. The calculation results show that this method has the characteristics of high accuracy and fast convergence.     

喷冲气举机构试验研究

介绍了气举机构的工作原理,并对正压冲固平台特定沉贯施工条件下的多种气举泵设计方案进行了来列试验研究．试验研究获取了气举装置的骑气量与排水量的关系和气举高度特性以及各种泵体结构参数,为正压冲固平台基础的沉贯设备设计提供了科学依据．     

A new method for platform design based on parametric technology

A new method for platform design, named parametric platform design method (PPDM), is presented in this paper in order to improve the mobile platform design efficiency. In this method, an integrated parametric system that fully considers the characteristics of the platform is developed, which significantly optimizes the design process with the top–bottom design concept. In the parametric system, the main geometric dimensions are taken as parameters, while the topology between the structure members, the function requirements and the safety requirements are converted into geometric constraints. By geometric constraint solving (GCS), a set of parameters that satisfy all the given constraints are determined, and then the design scheme is obtained by several core algorithms, such as parametric tank subdivision, 3D stability calculation, parametric structure design, FEM preprocessing, etc. The parametric method greatly increases the changeability and the reusability of the platform model, and concurrent design is well supported. As the model is driven by parameters, PPDM is an excellent method for optimization design. As a result, PPDM has incomparable advantages on the design efficiency over traditional methods.     

A general method for calculating hydrodynamic forces

This paper presents the derivation of a general method for calculating wave forces on the cylindrical members of offshore structures. By means of the proposed method one can calculate the wave loading on cylindrical members of fixed or floating offshore structures orientated randomly in waves. This method of calculating wave forces is based on the linear Airy wave theory. Calculation procedure of wave force components is presented in great detail on the basis of wave particle kinematic properties obtained from the linear Airy wave theory. In the procedure of calculating wave forces presented, definitions of the wave reference system for propagating wave, the structure reference system for the platform and the member reference system for the tubular members of the structure are first established, and then the calculation of wave forces is given in terms of its components, which are pressure, acceleration and velocity forces, including current forces. At the end of the paper, expressions of total heave, sway and surge forces and total roll, pitch and yaw moments acting on the platform are given as a sum of these forces acting on each member of the platform. The calculation procedure derived in this paper provides a very efficient means of calculating wave forces and moments during the time-domain simulations of a floating platform experiencing large amplitude motion in intact, progressive flooding and damaged conditions. Comparisons of the predictions with the measurements which will be presented elsewhere reveal that the calculation procedure developed can predict large amplitude oscillatory and steady motion characteristics of an intact and damaged platform in waves with an acceptable degree of accuracy.