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。     

自升式钻井平台拔桩机理探析

海上自升式钻井平台完成预定工作后,将收起桩靴迁航到下一个目的地,桩靴的拔出是由支撑状态向漂浮状态过渡的重要过程,是自升式钻井平台正常作业不可缺少的重要组成部分。在这个过程中,拔桩阻力的预测对于桩靴上拔安全至关重要。笔者通过对平台拔桩阻力进行分析,并结合中油海平台近几年的拔桩作业经验,提出了施工中的注意事项,具有一定的指导意义。     

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。     

自升式钻井平台插桩深度探析

针时目前带桩靴的自升式桩基平台插桩深度计算中存在的问题,通过考虑插桩过程中桩靴对地层物理力学性质的影响,运用最小二乘法求得桩靴对地层承载力的影响系数,从而时Terzaghi和Peck公式进行修正,提高插桩深度预测的准确性.     

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。     

渤海8号自升式钻井平台的改造

一、概述渤海8号是一艘非自航式海上石油槽口型自升式钻井平台,为渤海石油公司所拥有。同类型的钻井平台共二艘,即渤海8号和渤海10号。该平台由美国马拉松海上工程公司设计,新加坡马拉松船厂制造,于1979年2月开工,1980年1月完工交船。设计和制造均按美国     

自升式钻井平台插桩分析的几个关键问题

独立桩脚自升式钻井平台在我国海洋石油勘探开发中的应用已有三十多年的历史,在长期平台插桩分析工作的基础,虽然积累了丰富的经验,但面对新的勘探区域,也会出现预测不准的情况。究其原因主要是对场地土质条件了解不够充分、土质参数评价不够准确、计算模型过于单一和地区经验积累不足等。为提高插桩分析结果的准确性,通过多次工程插桩实践,总结了插桩分析几个需重点关注问题。结合某工程实例,在考虑这些关键问题的基础上,得到插桩分析预测结果与实际插桩结果基本吻合。     

自升式钻井平台悬臂梁负荷试验方法研究

悬臂梁负荷试验是自升式钻井平台建造完工交付使用之前的关键试验项目之一.以200 ft自升式钻井平台“海洋石油923”为例,针对悬臂梁负荷试验方法做出了探索研究,试验结果表明,此方法行之有效,具有操作简便,安全可靠的优点,为其它类似工程项目的顺利实施提供了宝贵的经验和借鉴.     

自升式钻井平台水下部分检验的一种新方法

为确保钻井平台常年处于海上作业的安全,各国船级社都规定了对平台水下部分定期检验的要求。平均每隔两年进行一次水下部分的检验,每隔四年进行一次特别检验,且延期最长不得超过12个月。对自升式海上钻井平台来说,“水下部分”指的是水下部分的桩腿和桩靴,特别是桩靴,在海底插桩作业时易受损坏。而桩腿与桩靴连结处,更是验船师最为注意的地方。因此,如何使桩靴“出水”(升出水面)或“不出水”而能为验船师提供     

自升式平台穿刺过程结构响应研究

为减少自升式平台穿刺造成的损失,需要对自升式平台穿刺过程中的结构响应进行研究。根据某典型平台图纸,使用有限元法建立细化模型。在穿刺过程中采用CONNECTOR单元及非线性弹簧模拟自升式平台围阱区的齿轮齿条接触及桩土作用。考虑到模型中包含的高度非连续过程,穿刺过程采用显式动力学方法求解。通过分析模型穿刺后的结构形态,危险点分布,穿刺速度对结构的影响及预压载值的变化,探讨自升式平台穿刺过程中的结构响应特征。结果表明:平台导向板附近桩腿结构最容易在穿刺中损坏;穿刺速度对与桩靴相连的桩腿结构影响很大;为减少穿刺对结构的影响,可以考虑主动刺穿或减少气隙进行单桩预压载等措施。     

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。     

世界首座CJ46型自升式钻井平台交付

2009年12月21日,世界首座CJ46型自升式钻井平台“海洋石油937”在大连船舶重工集团签字交工,其建造标准达到国际领先水平。     

自升式钻井平台中高压管道应力分析

高压泥浆系统是自升式钻井平台中的重要系统,对维持生产作业、保证平台的安全具有极为重要的意义。作为一个高性能,高应力系统,对高压泥浆系统进行应力分析以便对管线系统的布置、支吊架位置和结构进行评估是很有必要的。鉴于此,从分析理论、参考标准、分析工具和校核工况组合等多个方面进行探讨,计算该高压泥浆系统的一次应力和二次应力,法兰的强度以及模态分析,得到合理的管路布置,探索出自升式钻井平台中高压泥浆系统应力分析的可行方法。     

基于三维约束NewWave理论的自升式钻井平台动力响应分析

以某122 m自升式钻井平台为分析对象,建立其有限元模型,包括材料非线性、几何非线性以及桩土非线性相互作用,在风浪流作用下,基于三维约束New Wave理论对自升式钻井平台的动态响应进行分析,研究海洋波浪方向传播特性和随机特性对平台动力响应的影响。在建立模型中实现风暴工况下水面高程和水粒子运动的描述,响应结果按甲板位移进行对比。结果表明,相比其它波浪理论,三维约束New Wave理论在平台动力响应分析中体现了一定的优越性,不仅能较准确地反映波浪的真实特性,而且能确保结构性能评估的安全性和合理性。     

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。     

自升式钻井平台桩靴踩脚印应对措施对比研究

基于现有规范与文献研究提出的减小桩靴踩脚印附加响应的相关措施,首先基于耦合欧拉—拉格朗日(CEL)定量分析了传统纺锤形桩靴与新型桩靴在不同工况条件下插桩时桩靴地基土体相互作用机制,明确了最不利桩靴踩脚印工况时的插桩偏心距与桩坑深度。基于该最不利工况条件,对比分析了新型六孔莲蓬形桩靴、试踩法与地基钻孔法3种桩靴踩脚印应对措施的适用性与有效性。结果表明,相较于传统纺锤形桩靴,采用六孔莲蓬形桩靴使桩靴倾斜角与桩腿偏移距分别降低了33.13%和48.26%,说明结构在位稳定性更高。此外,通过对比分析得出,采用最佳设置方式进行试踩与钻孔处理后再进行桩靴贯入时,桩靴受到的水平滑动力峰值与桩腿RP₁处弯矩峰值相较于未处理时分别降低了29.47%、29.17%、34.7%、37.7%。可见,3种应对措施均能有效降低桩靴踩脚印后产生的不利影响,提高桩靴结构的在位稳定性。以最终减小不利附加响应程度作为评定标准：地基钻孔法>新型六孔莲蓬形桩靴>试踩法,由于地基钻孔法与试踩法均需增设额外机械设备及施工工序,大幅提高了工程造价,因此,在实际工程中,需要根据实际情况恰当选择应对措施。研究成果可为实际工程中应对桩靴踩脚印工况响应提供一定参考与借鉴。     

混合破坏模式在自升式钻井平台插桩中的应用

自升式钻井平台插桩深度分析要求高,难度大,可检验性非常强。常规计算模式主要为“穿刺破坏模式”和“排挤破坏模式”。对于某些地质条件复杂的井场,按这两种模式分析计算的结果仍存在个别预测不准的情况。因此,如何提高钻井平台插桩分析的准确性,是目前需要攻克的一个技术难点。在总结工程插桩实践经验的基础上,提出了一种新的分析模式,即“混合破坏模式”。以南海一个工程实例进行具体分析,该井场应用“混合破坏模式”分析的插桩结果与实际结果较为吻合。并对数个复杂井场的实际插桩结果进行了统计分析,总结了桩端土体破坏模式的影响因素及“混合破坏模式”的特点,为在复杂地层中进行插桩分析提供了参考。     

自升式海洋平台地基强度稳定性分析

自升式海洋平台地基强度稳定性是保证作业安全的基本条件。结合土力学理论及有限元分析,提出一套较完整的地基强度稳定性分析方法,并结合一个实际算例,探讨影响地基强度稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。