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。     

基于LabVIEW的深水网箱鱼群监测系统的信号处理

深水网箱鱼群活动状态的实时监测是开展深水网箱渔业资源可持续发展中急需解决的关键技术。文中介绍了深水网箱鱼群监测系统中基于LabVIEW的数据信号处理方法。该方法采用软件编程技术取代传统的硬件电路设计,实现了深水网箱鱼群监测系统的时间增益补偿、信号相关处理、图像处理和鱼群量估计等功能,海上现场实验证明系统具有较高的抗噪声和混响干扰能力,鱼群回波图像显示简洁、海上操作方便,采用鱼群回波能量积分方法能较好地估计鱼群量大小。     

深水结构实验室试验关键问题分析

主要针对深水结构实验室进行的一系列管件屈曲压溃试验中出现的关键问题进行全面综合的深入分析,并提出切实可行的有效解决方法,从而大大缩短试验周期,减少人力、物力、财力等的消耗,提高试验质量,加快试验进度.     

锁块式水下采油树井口连接器性能分析

水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况、连接锁紧工况、正常生产工况和钻完井工况下的连接性能,得出井口与采油树本体接触面作用力、VX钢圈接触应力和锁块受力情况随外部载荷的相互关系。结果表明,VX钢圈在整个过程中都能够保持良好密封,井口与采油树本体接触面未发生分离,弯矩对连接器连接性能影响很大,在额定弯矩作用时连接器部分锁块已发生弹塑性失效。     

基于监测数据的深水水下井口循环弯矩计算方法

水下井口的疲劳完整性是海洋油气田长期安全开采的前提。工业界往往采用贴应变片直接测量水下井口应变来计算弯矩和疲劳损伤,但水下井口应变片粘贴困难且不能长时间连续工作。采用对水下井口监测方法,基于隔水管—防喷器组—水下井口的运动和力学特性,考虑防喷器组惯性力矩建立系统耦合动力学方程,最终形成基于监测数据的水下井口循环弯矩计算方法。以南海某深水水下井口为例,建立隔水管—防喷器组—水下井口系统有限元模型并进行动态分析,提取隔水管底部张力、转角、防喷器组加速度及转角等参数,代入所建立的系统耦合动力学模型,得到水下井口弯矩与有限元计算结果吻合良好。研究表明只需通过在线监测获得所需的输入数据,无需监测水下井口应变即可获取水下井口循环弯矩。建立的系统耦合动力学模型可为水下井口疲劳完整性评估提供理论依据。     

南海荔湾深水重塑沉积物的静、动力特性

通过大量试验,对重塑后的南海荔湾深水浅层沉积物的静、动力特性进行了研究,得出以下结论：该深水沉积物的 液限与塑性指数高,含水率高,天然容重小;其渗透系数比世界其他深水浅层沉积物渗透系数大1-2个数量级,为2.59伊10-7cm/s; 此类沉积物属高压缩性、中高灵敏的软土,其固结系数约为1.54伊10-3 cm2/s;依据k0固结不排水三轴压缩试验确定的Mohr- Coulomb 强度参数预测k0固结不排水三轴拉伸强度,预测结果明显小于试验结果;低频循环荷载作用下,该沉积物的不排水 循环强度变化规律与一般饱和软粘土的变化规律一致;地震荷载作用下,尽管它不会发生震动液化,但土层中会产生显著的 震动累积孔隙水压力,且破坏时的震动累积孔隙水压力将达到上覆有效压力的90 %,这表明地震荷载作用下此种深水沉积 物的强度弱化与基础震陷可能是比较明显的。     

深水平台吸力沉箱基础工程地质问题分析

针对深水平台吸力沉箱基础,讨论了与沉箱安装有关的分析方法及涉及的工程地质参数,分析了承受竖向拉拔荷载、倾斜与水平荷载作用的吸力沉箱极限承载力的分析方法及涉及的工程地质参数,对与吸力沉箱设计有关的其它问题也进行了分析.在此基础上,阐明了与吸力沉箱设计有关的工程场地调查内容及需要确定的工程地质参数.其目的是为开发深水平台吸...     

深水风浪相关函数的研究

本文以风浪频谱和其相关函数的关系为基础,应用积分中值定理,给出了风浪相关函数的理论模型。进而以文氏等人的理论风浪频谱为原型,通过数值积分和待定系数法,给出了以风浪频谱的零阶矩m_0、峰频率ω_0和峰度因子P为参数的深水风浪相关函数式。最后把该式与数值计算值、实测值作了对比,证明本文所提出的深水风浪相关函数式较好地反映了各种不同成长状态的实际的相关函数。     

长江口深水航道工程不同阶段对洪季盐度场影响分析

基于FVCOM模型建立三维数值模型,对长江口深水航道整治工程的水动力和盐度进行三维数值模拟。在采用盐度实测数据对建立的数学模型进行验证的基础上,采用相同的洪季潮位边界及洪季河流边界,对比不同工期,长江口海域洪季盐度场分布情况,特别是南北槽的盐淡水交汇区域的变化情况。进一步分析深水航道沿程盐度垂向分布变化,说明不同工期盐水楔差异及变化规律。     

深水管道抗压承载力海上试验设想与分析

截至目前,国内外少有成功开展深水管道抗压承载力海上试验的案例,而海上试验对于验证室内压力舱模拟试验结果可靠性是非常必要的。对深水管道屈曲压溃及屈曲传播海上试验进行了设想和分析,并设计了试验流程。考虑到室内压力舱的加载特性,屈曲传播试验会受到若干因素影响,结合数值模拟,考虑屈曲传播海上试验中可能出现的各种加载条件对管道屈曲传播压力的影响进行了研究。数值模拟的结果与室内压力舱试验的结果之间存在一定差异,对该现象存在的原因进行了分析。还对试验中可能存在的问题及需要注意的关键难点提出了解决方案。     

基于ABAQUS的卷管式铺管法管道变形敏感性分析

卷管式铺管法在海管铺设中的应用愈发广泛,在铺设作业中管道会发生几何非线性变形,导致出现复杂的力学性能变化。针对管道在上卷、退卷过程中的屈服变化过程,通过弹塑性理论进行分析,推导出管道退卷后残余轴向应力的解析解;随后利用有限元软件ABAQUS建立模型实例,对比解析解与有限元模型,两者的计算结果基本吻合。基于上述有限元模型,研究上卷时的张力和退卷时的后张力对椭圆度、截面轴向应力和剪切应力的影响,并进行敏感性分析。模拟结果表明张力和后张力变化会影响管道截面的变形程度,退卷后截面上残余的轴向应力远高于剪切应力,并且通过敏感性分析,得到了残余椭圆度、残余应力随张力和后张力变化的规律。研究可为卷管铺设过程中张力和后张力的选择提供参考和借鉴。     

多模块超大型浮体中连接器刚度对其运动响应的影响

多模块超大型浮体一般由连接器连接,实现海上浮动机场等功能。实际操作中,为约束超大型浮体模块之间的相对运动,连接器通常将承受非常巨大的载荷,给连接器的制造带来巨大的困难。通过对不同环境力情况下不同刚度连接器的研究,分析了连接器刚度对超大型浮体模块之间相对运动与连接器自身承受载荷的影响。研究发现,随着柔性连接器刚度的增加,连接器对超大浮体模块之间相对运动的约束逐渐增强,同时连接器也将承受更大的载荷;此外,较大的连接器刚度,并不利于抵抗模块之间的冲击载荷;最后,连接器刚度的改变会影响其固有振动频率,因此需要尽可能避开共振区域,否则系统容易出现较大的振动,导致模块间相对运动过大,连接器过载。研究结果确定了连接器刚度最佳匹配原则,以指导连接器的工程设计。     

基于缓波布置构型的深水立管动力优化机理研究

缓波型立管可以有效降低深水立管的顶端张力,缓解浮式结构运动对立管触地区的耦合作用,从而提高立管触地区的疲劳寿命。通过改进细长杆理论模型以及浮力段等效优化,提出基于多重波形串联布置的深水缓波型立管构型(简称多重缓波型立管),通过对比不同浮式结构垂荡激振以及海流作用下悬链线立管、缓波型立管以及多重缓波型立管的动力响应特征和运动传递路径,探究缓波布置构型对深水立管动力响应的影响规律和对立管触地区运动的解耦机理。结果表明:基于缓波布置构型的深水立管通过构建缓波构型可以大大降低立管触地区的法向运动响应,进而优化该区域的动态曲率及抗疲劳性能;相比于缓波型立管,多重缓波型立管在动态轴力及动态曲率等方面没有显著优势,但在触地区曲率幅值响应上具有一定竞争力。     

新型深水天然气水合物保真筒保压特性研究

为解决国内现有天然气水合物采样器无法实现大深度保真取样的问题,提出一种配套气垫式保真筒的深海天然气水合物采样器,并以气垫式保真筒的保压特性作为研究重点。在考虑采样过程中样品自身体积膨胀因素的基础上,建立了不含气垫保真筒和气垫式保真筒的数学模型,并通过仿真计算,对不含气垫保真筒和气垫式保真筒的保压特性进行了分析。实验结果表明基于样品自身体积膨胀的不含气垫的保真筒和气垫式保真筒保压特性理论研究是正确的,同时,也表明气垫式保真筒具有良好的保压性能,极具开发价值。     

深水脐带缆结构阻尼的数值与试验研究

深水动态脐带缆内部结构复杂,其阻尼特性对脐带缆的舞动以及疲劳损伤有着重要的影响。脐带缆在和流体相互作用过程中,脐带缆内部构件可能会产生滑动,进而影响脐带缆的结构阻尼,这也使得真实海况中脐带缆的舞动和疲劳是一项复杂而值得深入研究的课题。为验证有限元模型能够很好地模拟脐带缆的结构阻尼特性,在考虑内部结构单元间摩擦的基础上,利用ANSYS建立了用于中国南海某油田的脐带缆多层滑移接触摩擦模型。同时,采用自由衰减法对该动态脐带缆开展了原型试验,测得了该缆的结构阻尼比与自振周期。通过对比有限元模型计算结果与原型试验结果发现：数值模型获得的该脐带缆的结构阻尼值与试验值非常接近,这为工程中获得脐带缆结构阻尼比的值提供了好的方向。     

立管对深水半潜式生产平台定位性能影响研究

基于三维频域势流理论,计算船体的水动力参数;采用动态耦合方法分析了深海半潜式生产平台各系统之间的相互作用特征,研究了立管系统对锚泊系统定位能力的影响。计算结果表明,立管系统在一定程度上增加了整个系统的刚度,其所受的附加质量和阻尼可降低平台的低频响应,从而降低平台的偏移和系泊缆的张力;海流将增大立管上的拖曳力,使平台偏移更远,锚索上的张力更大;立管系统对锚泊系统定位性能的最终影响需综合考虑多种因素的叠加。对目标平台而言,由于服役海域的流速较大,对立管的拖曳作用较为明显。因此,为确保平台的安全性,当服役海域流速较大时,带有多立管的平台,其锚泊系统的设计应考虑立管的影响。     

深海系泊系统动力特性研究进展

系泊系统设计是深海平台开发的关键问题之一。由于深海环境载荷和系泊材料物理特性及系缆构型影响,系泊系统分析涉及流固耦合非线性、非线性流体动力及整个系泊系统的运动稳定性。总结深海系泊系统关键理论和技术研究的前沿问题,包括系泊系统系缆建模、系泊系统耦合动力分析的理论和方法等,重点分析系泊系统非线性动力学问题的研究进展,并且提出了深海系泊系统需要深入研究的若干动力学问题。     

Design and Strength Analysis of A Spherical Connector for Lifting Subsystem in Deep Sea Mining System

1 .IntroductionThe lifting systemis composed of pipes andtheir connectors .It is not onlythe lifting channel formanganese nodule betweenthe miningship andintermediate bin,but alsothe supporting massfor deepsea miningequipment and cables .Sothe reliability…     

The Mechanism Analysis of Seafloor Silt Liquefaction Under Wave Loading

The sediment in Chengbei area of the Huanghe (Yellow River) subaqueous delta is the object of a reseach project in this article. The accumulating and dissipating effects following the change of time are considered first in the study area and the distributing curves of excess pore water pressure along with time and depth in the soil stratum are gained; the possibility of silt liquefaction is evaluated using the computing values and the affecting depth of liquefaction is given. This paper quantitatively analyzes the dynamic response of seafloor soil under the cyclic loading of waves and makes an inquiry into the instable mechanism of soil.     

Numerical Simulation and Dynamical Analysis for Low Salinity Water Lens in the Expansion Area of the Changjiang Diluted Water

The low salinity water lenses(LSWLes) in the expansion area of the Changjiang diluted water(CDW) exist in a certain period of time in some years. The impact of realistic river runoff, ocean currents and weather conditions need to be taken into account in the dynamical analysis of LSWL, which is in need of research. In this paper, the POM-σ-z model is used to set up the numerical model for the expansion of the CDW. Then LSWL in summer 1977 is simulated, and its dynamic mechanism driven by wind, tide, river runoff and the Taiwan Warm Current is also analyzed. The simulated results indicate that the isolated LSWL detaches itself from the CDW near the river mouth, and then moves towards the northeast region outside the Changjiang Estuary. Its maintaining period is from July 26 to August 11. Its formation and development is mainly driven by two factors. One is the strong southeasterly wind lasting for ten days. The other is the vertical tidal mixing during the transition from neap tide to spring tide.