自升式钻井平台桩腿锁紧齿条的有限元分析

分析了自升式钻井平台在锁紧状态下桩腿锁紧齿条的受力情况,分别通过理论分析和ANSYS软件模拟得到了锁紧齿条各个齿牙的载荷分布规律,同时对单个齿牙不同部位的应力情况进行分析对比,结果显示理论结果和仿真结果是一致的.     

自升式平台锁紧装置优化设计分析

针对自升式平台锁紧装置受力复杂的问题,通过对标准齿距的锁紧齿条的受力分析,得到了锁紧齿条上各个齿牙的载荷分布规律,结合变形协调方程和螺纹受力改善措施对锁紧齿条的齿距进行优化和调整,并通过有限元模型进行验证。验证结果表明:优化调整后受力情况得到改善。     

自升式钻井平台悬臂梁纵向锁紧装置设计

在对自升式钻井平台悬臂梁结构特点进行研究的基础上,提出采用齿条锁紧方式进行悬臂梁的锁紧,以防止平台在倾斜等意外情况下悬臂梁发生滑移坠海事故。然后采用有限元分析软件ABAQUS进行锁紧齿条受力分析,并在此基础上进行锁紧齿条设计参数的敏感性分析,重点研究了锁紧齿条宽度、压力角、齿数、模数和齿根倒角半径对锁紧状态下齿条受力的影响。研究结果表明,增加齿条宽度、对齿根进行倒圆角处理、增加齿条模数均可以改善齿条的受力并提高强度,锁紧齿条的齿数不应超过5个,压力角以20°为宜。     

自升式钻井平台桩腿锁紧齿条的力学分析

为了得到自升式钻井平台桩腿锁紧齿条各个齿牙上载荷分布规律,对锁紧状态下齿条啮合受力情况进行分析,同时对单个齿牙不同部位的应力情况进行分析对比。结果表明,自升式钻井平台锁紧状态下锁紧齿条各个齿牙的受载是不均匀的,啮合段两端齿牙承载要大于中段齿牙的承载;由于应力集中等因素的影响,单个齿牙不同部位的承载也是不均匀的,齿根受压侧部位应力最大,齿根受拉侧和齿面上的应力较小;可以通过改变齿条齿牙的压力角、节距等参数以及齿根倒圆半径来改善齿条不同齿牙承载不均匀现象,同时可以解决齿根的应力集中问题。     

基于ABAQUS的钻井平台锁紧系统有限元分析

锁紧系统是自升式钻井平台的关键部件,其可靠性对于平台自身安全至关重要。利用传统的力学公式和计算方法很难验算锁紧系统各部件应力的大小及分布。为验证锁紧系统结构的合理性,以有限元软件ABAQUS将锁紧系统各部件划分为规则的六面体网格单元,并以非线性模块作为计算分析平台对其进行强度分析,根据计算结果进行强度校核。结果表明,锁紧系统各部件均能满足强度要求,同时也为开发锁紧系统相关系列产品提供了可靠数据。     

自升式平台钻台锁紧装置载荷计算与受力分析

为避免平台在意外情况下倾斜时钻台滑移坠海事故的发生,在分析自升式钻井平台钻台结构特点的基础上,提出采用丝杠螺母锁紧方式进行钻台锁紧方案,并开展了钻台锁紧装置载荷计算与受力分析研究。以锁紧丝杠螺母为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,对平台在维持倾斜状态以及突然发生倾斜时锁紧装置的受力和承载进行计算分析。分析结果表明,在平台维持15°倾斜状态时,装置能有效锁紧钻台;平台突然发生倾斜时,运动惯性力随着倾斜速度加快而明显增大,当倾斜15°所用时间长于2.22 s时,装置能保证钻台的锁紧。     

自升式钻井平台安全作业载荷动态效应的准静态分析

国内外都在加速对海洋油气资源的开发利用,而恶劣的环境则是影响近海自升式平台作业安全的主要因素之一,国外近年来有20多条平台因飓风（台风）沉没或严重受损;国内目前对自升式平台在极限环境条件下的安全性研究较少,在作业中采取了比较保守的策略,加之向海外市场扩张,使我国有限的钻井平台资源供需矛盾日渐凸显。为此,通过运用动态效应的准静态分析法,对钻井平台承受的风、波、流等环境载荷、惯性力和自身载荷等参数进行了计算,同时对其桩腿、升降/锁紧系统、船体等主要结构和预压载性能、桩靴承载性能、抗倾覆性能、最大弹性变形量等主要参数进行了校核,并以现今主流的JU2000E船型自升式钻井平台为例,进行了相关的环境参数的校核演算。该项技术已在中国沿海及海外自升式钻井平台作业市场进行了100余次应用检验。结果表明,准静态分析法的分析过程简捷,评估的准确性高,平台作业的安全性取得了满意效果。     

自存工况下自升式平台关键结构强度分析

针对一艘独立三桩腿的齿轮齿条式自升式钻井平台,利用ANSYS软件分析了自存工况下,在风浪流等综合载荷作用下的钻井平台整体关键结构强度和平台桩腿稳定性,为平台的安全使用和升级改造提供了理论依据。     

齿条对桁架腿水动力特性影响的试验研究

齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动力系数两方面分析齿条结构对桁架腿水动力特性的影响。研究结果表明,齿条结构的存在使得桁架腿的波流载荷和水动力系数有不同程度的增大。因此,在平台设计过程中齿条结构对桁架腿水动力特性的影响不可忽略。所得结论可为自升式海洋平台波流载荷的计算提供数据支持。     

一种自升式钻井平台升降基础合拢安装方案

自升式钻井平台升降系统是海洋平台的关键部分,同时亦是海洋平台设计制造的难点。在平台的制造和使用中历来受到高度重视,其性能的优劣直接影响到平台的安全性能、使用性能及经济性。升降基础承载着升降系统和锁紧装置2个重要的设备,并为桩腿升降提供导向,起连接桩腿和主船体的作用,是把平台各种载荷传递给桩腿的唯一路径。对DSJ300型自升式钻井平台升降基础的合拢工艺流程进行分析和总结,为相关制造企业在海洋工程大型结构建造过程中起指导作用。