不同海况下浮式石油平台支墩动态力学分析与结构优化

浮式石油平台作为一种海上石油生产基地,在海上服役过程中,受到各种恶劣多变的海况影响,易导致模块支墩结构发生失效破坏,使上部模块存在整体倾覆的风险。因此,本文以我国浮式石油平台作业较多的南海海域为例,开展在不同海况下浮式石油平台模块支墩动态力学分析与试验研究。通过有限元仿真软件建立上部模块三维模型,开展支墩结构动态力学分析,根据仿真云图找到了支墩危险部位,并用六自由度平台模拟多种海况进行模型试验,验证仿真的正确性。在此基础上对模块支墩进行安全校核和结构优化。试验与仿真结果表明：支墩危险部位为筋板、肘板处,通过加厚、倒角可有效减小危险部位的应力集中及最大应力值,文中提出的六自由度平台模拟海况的试验方法可用于单模块模型的动态力学分析,研究结果为浮式石油平台上部模块支墩的力学分析和设计建造提供参考。     

非接触式海洋模拟平台测量技术研究

针对海洋模拟平台接触式测量方法精度低的问题,提出了适用于"海洋移动式平台"水池模型试验的非接触式测量方法并详细阐述了实时异步触发同步抓取图像功能的实现及两步法标定过程.该方法基于机器视觉原理使用双 CCD 进行平台的运动监测,利用标定内外参数来重构物体空间坐标,并由此分解浮体六自由度运动的信息.最后给出了测试结果.结果表明:所提算法在分析精度方面有了较大的提高.     

平台运动下悬垂立管动力响应及疲劳损伤特性试验研究

悬垂立管因其经济性被广泛应用在深海油气开发中。悬垂立管在顶端平台运动作用下,会不断产生横流向以及顺流向动力响应,循环累积造成疲劳损伤。为了研究悬垂立管在平台运动作用下的疲劳损伤特性,开展了大尺度悬垂立管模型试验。采用小波分析、模态分析、雨流计数法等方法处理分析试验数据。分析平台运动下无内流作用下大尺度悬垂立管动力响应及疲劳损伤特性,发现横流向弯曲应变结果较为复杂,局部呈现行波特性,主导频率具有时变性。相比之下,顺流向弯曲应变结果比较有规律性,整体呈现行波特性,主导频率不具有时变性,并始终保持与顶端平台运动频率相同。平台运动引发的悬垂立管涡激振动疲劳损伤和KC数有关。各点面内疲劳损伤值延管长分布趋势和面内应变RMS延管长分布趋势相似。横流向(CF方向)的疲劳损伤的数量级为顺流向(IL方向)的10-2倍左右。     

复杂地质条件下钻井平台插桩就位可行性分析及应对——以南海西部乐东区块埋藏古河道为例

埋藏古河道是一种常见的灾害地质类型。本文通过对浅地层剖面的解释分析,获得埋藏古河道的剖面、平面以及空间展布特征,在钻孔取样、孔压静力触探(CPT)的基础上进行钻井平台插桩深度预测,综合多种分析结果,开展钻井平台就位可行性评价,为钻井平台的插桩就位提供指导。研究结果表明,当钻井平台桩腿分别位于埋藏古河道侧缘和河谷时,插桩深度差异较大,钻井平台就位风险极大。这种工程物探与工程地质相结合的调查手段既能宏观把握地下灾害地质现象,又能有效克服工程地质调查结果只针对单个位置点的局限性,有助于更加精准地做出判断,躲避风险,实现钻井平台的安全就位。