定量风险评估在导管架海上安装工程中的应用

定量风险评估是风险评估发展的主要趋势。论文基于TOPS IS和神经网络响应面法,提出一种定量风险分析方法,并运用此方法对导管架海上安装过程进行深入分析,以及时查找并消除各方面的事故隐患。首先找出潜在的风险事件及相关风险因素,然后对风险事件的模糊概率和损失程度后果进行量化,最后依据风险评价结果对需要控制的风险事件给出控制措施。实例表明,该方法是一种实用而有效的定量风险评估方法。     

导管架下水驳船摇臂运动研究

导管架下水驳船摇臂是安装在驳船尾部用于导管架滑移下水的过渡装置。分析导管架下水后,驳船、摇臂运动特点的基础上,建立描述导管架下水后驳船-摇臂耦合系统运动的变系数微分方程,给出基于改进的龙格库塔法的数值求解方法。以一艘3万吨下水驳船在1.6万吨导管架实施下水后摇臂翻转运动为实例,对导管架下水后驳船及摇臂翻转运动状态进行了计算,并将计算结果与水池试验结果进行了对比。讨论影响摇臂翻转运动的主要因素,提出导管架与摇臂完全脱离时刻,驳船的吃水、纵倾角度以及摇臂纵倾角度、摇臂重心纵向位置对摇臂能否自动翻转复位以及复位时摇臂角速度影响较大。     

超大型导管架下水过程实测研究

以某超大型导管架为例,利用惯性元件/GPS组合系统分别对导管架和驳船在下水过程中的运动轨迹进行测量。当导管架处于水面上时,利用精度较高的GPS测量其运动速度;当导管架入水后,GPS失效,利用惯性元件测量导管架加速度;结合姿态矩阵解算导管架和驳船在下水过程中的运动时历;对比导管架运动的实测和数值计算的结果,验证数值计算的准确性。结果显示,采用惯性元件/GPS组合系统可以准确测量出导管架在下水过程中的运动轨迹;数值计算得出的运动幅值略大,原因可能是计算中的阻尼估计不足。     

导管架下水过程中浮力及浮心精确计算

在导管架下水运动过程中,其组成杆元相对于海平面的位置复杂多样。在导管架下水参数计算和仿真时,为了计算导管架的浮力和浮心,经常采用估算的方法,由于误差比较大而影响了计算和仿真的精度。分析了导管架下水运动过程中杆元的各种状态,用解析的方法推导出导管架下水运动过程中的浮力和浮心的精确计算公式,提高了导管架下水参数计算及其模拟的精度。     

较深水导管架对接水下井口基盘的关键技术研究及工程应用

根据较深水油田开发方案的需要,油田采用井口基盘进行预钻井,然后安装导管架对接井口基盘,该方法可以有效缩短海上油田的开采投产期,加快投资回报速度,又降低了海上安装工程费用,节省油田总体开发成本。但深水导管架与水下井口基盘的对接安装精度要求高、难度大、风险高,如何安全、高效地开展导管架与水下井口基盘的对接技术,是深水区块所面临的重要课题之一。结合文昌19-1项目WHPC导管架的海上安装方案并通过理论分析,介绍了较深水导管架与水下井口基盘对接的关键技术。WHPC导管架海上对接安装的工程实践成功验证了导管架与水下井口基盘对接安装方案的可靠性,对后续类似深水项目具有一定的参考借鉴意义。     

导管架钢桩测距及切割定位方法研究

过渡段是联接导管架钢桩与组块的结构部件,又作为调节导管架钢桩和组块误差的结构,其有着十分重要的作用.提出一种新方法利用全站仪与CAD结合的方式确定钢桩实际跨距,此方法具有操作简便、误差小等优点.详细叙述了导管架标高的确定,理论切割线的确定,及根据组块尺寸确定钢桩实际切割位置,并描述过渡段正确安装过程.所述方法成功应用于BZ29-4钻井帽和SZ36-1EDP组块海上安装.     

防振锤对深水导管架圆管风致涡激振动抑制研究

研究了阻尼防振锤对深水导管架圆管风致涡激振动的抑制。建立了防振锤动力学模型,分析了防振锤的动力学特性;将在建深水导管架圆管简化为固支梁,建立了结构有限元模型,通过瞬态分析计算了圆管的振动幅值;在圆管中部添加防振锤,分析了防振锤对圆管振动的抑制效果;进行了现场测试,对比了数值模拟和实际测试管道的振动响应。研究表明,文中设计的防振锤可以有效地抑制圆管的涡激共振;数值模拟结果与测试结果非常接近,验证了数值分析方法的有效性。     

基于RMF技术的远洋船舶定量风险评估方法研究

在远洋船舶运输中，设备失效是导致各类事故的一个重要因素。文中引人RMF技术，将其应用到远洋船队的定量风险评估中，以及时查找并消除设备方面的事故隐患。首先找出潜在的风险事件及相关风险因素，然后运用模糊综合评判方法和事故损失综合评估理论对设备风险事件的模糊概率和损失程度后果进行量化，最后依据风险评价结果对需要控制的风险源给出控制措施。实例分析亦表明，运用RMF技术能对远洋船舶的各类设备及属具实施科学的风险管理。     

导管架平台拆除过程稳定性及影响因素分析

现有服役海洋平台正逐步走向老龄化,海洋平台拆除成为海洋工程新的经济增长点。针对达到服役年限的导管架平台,基于数值分析方法模拟拆除过程,开展平台在不同拆除阶段和环境载荷等参数下的稳定性及影响规律研究。基于钢结构整体稳定性理论,以导管架平台拆除过程中顶点位移为参考,定义导管架平台拆除作业稳定性指标,提出拆除作业阶段划分方法,通过分析导管架平台在不同影响因素作用下拆除过程稳定性响应,给出拆除作业建议。选取我国南海某4裙12腿进行实例分析,结果表明:主桩腿对导管架平台起决定性承载作用,拆除部分主桩腿后需要引入外部支撑力,以保证拆除作业安全进行;拆除构件越多,来浪方向和环境载荷大小对平台影响越加显著。研究结果可为导管架平台拆除作业提供参考。     

极端波浪条件下深水导管架基础结构波浪总力试验研究

波浪力对海上风电深水导管架基础结构的稳定性和安全性至关重要。通过波浪物理模型试验对极端波浪条件下深水导管架基础结构的波浪总力进行了试验研究,试验水深包括50 m和70 m两种,在1 000 a一遇波浪条件下,分别分析了深水导管架结构所受的波浪总水平力和垂直力。研究结果表明：相同重现期极端波浪作用下,70 m水深情况下的导管架结构波浪总水平力小于50 m水深的结果,但是70 m水深的导管架结构波浪总水平力弯矩大于50 m水深的结果;相同水深、水位和波浪条件下,导管架结构受到的波浪总垂直力明显小于波浪总水平力;在相同重现期极端波浪作用下,低水位情况时70 m水深的导管架结构波浪总垂直力与50 m水深的结果差别不大,但是在高水位时,由于在70 m水深的极端波浪条件下波峰可冲击作用到上部平台底面,70 m水深的导管架结构波浪总垂直力明显大于50 m水深的结果。     

南海某导管架海洋平台倒塌分析

针对在役老龄导管架平台进行倒塌计算分析,确定极限承载力进而评估老龄导管架的安全裕度。采用非线性有限元方法,考虑平台的波流载荷及桩-土的非线性相互作用,利用SACS软件建立导管架整体三维有限元计算分析模型,并用逐步加载的方式,对南海某导管架平台进行了全过程非线性倒塌分析。计算分析表明,该导管架平台极限强度很高,具有较大的安全裕度;导管架倒塌过程呈逐步破坏形式,先是撑杆屈服,造成局部结构破坏,然后是钢桩发生屈服,降低结构承载力,最后节点逐步失效,造成结构倒塌。揭示了导管架平台结构失效倒塌的机理,给出了倒塌分析的可行方法和步骤。     

基于AHP法和灰色模式识别理论的海底管道系统路由定量风险评估

根据海底管道路由潜在风险的特点及风险类型,提出了一种将层次分析法（AHP法）和灰色模式识别理论相结合的海底管道系统路由定量风险评估方法,该方法利用AHP确定风险评价指标体系,运用灰色模式识别理论,建立识别结果标准,并结合实际工程进行计算,计算结果表明该方法是可行的.     

FPSO软刚臂单点系泊系统定量风险分析

针对FPSO软刚臂单点系泊系统出现过的系泊腿失效及背向工况风险事件,以渤海某16万吨级FPSO为例,采用数值模拟的方法,计算FPSO及单点系统在百年一遇海况下的载荷效应,通过统计学方法拟合效应的概率分布,完成定量风险分析。对于系泊腿旋转失效后的风险,使用故障假设(what-if)方法,依据失效后果判断其风险权重。计算结果表明,系泊腿结构在正常情况下受拉失效的概率很小;系泊腿纵摆失效后导致的结果比横摆失效更为严重,风险权重更大。背向工况下,船艏与YOKE的间距要明显小于顺向工况,在设计时增大二者间距可有效减小碰撞风险。     

海洋导管架平台优化中灵敏度分析的解析方法

基于杆件有限单元法和海洋导管架平台的结构特点，提出了一种导管架平台灵敏度分析的简化解析方法，给出了灵敏度分析的解析公式，指出可以在结构有限元分析的同时采用此解析方法进行灵敏度分析，相对有限差分法和半解析方法能够在很大程度上提高计算精度，减少结构重分析的次数，利用编制的灵敏度分析计算程序，对渤海BZ28－1油田储油平台进行了灵敏度验算，证明了该方法的有效性和可行性。     

海底管道出露悬空环境风险的定量评价研究

海底管道是海洋油气输送的主要方式,其运行状况直接关系到海上油气田的安全和海洋生态环境的质量。本文先以海底管道出露悬空作为故障树的顶事件,分析出海洋环境中各项基本事件,构建针对海洋环境的海底管道故障树模型;再以灰色模糊识别为理论基础,量化对海底管道安全有影响的海洋环境因素,并以层次分析法对每个风险因素进行分级赋权,确定评价指标范围和权重,进而构建海洋环境条件的海底管道风险评价体系。利用该体系对平湖油气田海底管道4个区段进行环境风险评价,避免了将整段管道一同评价导致的信息均等化,评价结果不能真实反映风险等级高的区段的情况;评价结果与管道2014~2016年现场检测数据对比,两者均显示P2分区中海底管道的风险等级较高,说明了该模型具有一定的合理性和实用性。     

导管架夹桩器受力分析及液压缸数选择

夹桩器是海上导管架调平和灌浆的辅助工具。分析夹桩器受力及影响静摩擦系数因素,得出增大液压缸钳口表面粗糙度是增大钳口与钢桩间静摩擦系数的合理方法;并采用ANSYS有限元分析方法对夹桩器上均布液压缸数进行了选择。