结构自振周期较大的浅水平台应进行详细疲劳分析

浅水水域的平台一般不会出现管节点疲劳问题 ,在一定条件下可以用简化疲劳分析替代详细疲劳分析 ,平台结构设计规范APIRP 2A对此也有相应的规定。但在对某些自振周期较大的浅水平台进行详细疲劳分析时发现 ,当平台完全符合进行简化疲劳分析条件时 ,个别管节点的疲劳使用期限低于设计要求。由此 ,对浅水平台结构为什么出现疲劳问题进行了探讨 ,并从平台的设计工作水深、自振周期、简化疲劳分析条件和波浪出现概率等方面 ,对某些浅水平台结构具有相对较大自振周期的情况进行了详细分析。若浅水平台结构的自振周期较大、接近于小波浪周期 ,且平台工作在小波浪出现的密集区 ,则容易出现平台结构自振周期接近共振周期的状况 ,使平台结构具有动力响应 ,产生动力放大 ,并引发管节点发生破坏。因此 ,设计此类平台结构时 ,不能用简化疲劳分析方法 ,而要进行详细疲劳分析。     

海冰环境中海洋石油钢结构的破坏分析

通过现场观测、动力分析计算和疲劳断裂试验,比较全面地分析了海冰环境中海洋石油平台的破坏,指出了引起和加重平台冰激破坏的几个重要方面,得到了海冰作用下结构破坏的本质原因,并对平台的结构设计、安全作业和使用提出了具体的规定,强调了今后需要加强和改进的工作,对平台设计、使用和维护具有现实的指导作用。     

冰振下海洋平台上部天然气管线振动分析

渤海辽东湾的导管架平台在海冰作用下会产生比较剧烈的振动。冰激振动除了可引起导管架结构的疲劳破坏，还会引起平台上部管线的疲劳破坏与法兰的松动，因而有必要分析平台在冰振作用下的上部天然气管线振动问题。为此，基于现场监测，建立了管线系统振动力学模型，并采用有限元数值模拟的方法，考虑了管系的复杂支撑、管件、管系设备等因素对管系的影响，计算出冰振下JZ202平台上部主要天然气管系的模态、位移、转角响应及动应力幅值。结果表明，冰振对天然气管线的动态响应有重要的影响，在冰区海洋平台上部管道设计时必须加以考虑，并提出了提高管系抗振的措施。     

大型半潜式钻井平台结构设计关键技术研究

以BINGO－9000型半潜式钻井平台为依据，重点介绍了平台结构设计应解决的几个主要关键技术问题。展开了对该平台在波浪作用下载荷的分析计算，在此基础上对主体结构进行了三维有限元强度分析。对平台特殊结构和K型管节点及支撑结构和立柱结构进行了专门的强度分析和疲劳寿命分析。同时对主体结构遭受破损后出现极限强度不足而导致结构破坏这一情况，提出了对受损主体结构极限强度分析与可靠性评估的设计思路和方法。通过以上关键设计技术研究，可使平台结构设计更趋安全可靠合理，既具有必须的强度储备，又可减轻结构重量。     

冰激自升式海洋平台疲劳寿命分析

自升式平台属于典型的柔性结构,在海冰作用下容易发生冰激振动现象,冰振不仅能够产生较大的平台加速度,引起平台工作人员不适,而且会产生结构的疲劳破坏,因此,寒区自升式海洋平台的冰激疲劳寿命分析非常必要。基于开展的冰与带齿条结构的模型试验,该文首先明确了冰与自升式平台桩腿结构的相互作用形式;其次,提出自升式平台冰振疲劳寿命分析流程;最后,以渤海某典型自升式平台为例,利用ANSYS软件进行冰激疲劳寿命分析。该文的研究对于寒区自升式平台的设计及安全运行具有一定的指导意义。     

冰区海上平台管节点疲劳寿命计算的新方法

海冰在与海上结构物作用时的自身破坏形式主要有挤压，弯曲，屈曲三种。在海冰作用下，海上平台管节点所承受的应力与海注自身破坏形式密切相关，但过去却只按一种破坏形式计算这种应力。现有规范中并未给出低温下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线，文中根据石油大学在低温随机冰载作用下进行材料疲劳裂纹扩展试验的结果，给出了疲劳寿命曲线及参数，并综合考虑海冰自身三种破坏形式并存的情况，提出了一种管节点疲劳寿命计算的新方法。该方法既考虑了冰载相对时间的随机性，又考虑了相对冰厚的随机性，较一般单一计算方法更精确。     

基于ANSYS的平台波流载荷下动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析，而且建模简单、计算精度高，可以方便地考虑载荷的随机性。根据ANSYS计算得到的应力，应用管节点的热点应力公式得到平台构件实际的疲劳应力，并使用S-N曲线法计算平台构件的疲劳损伤。对实际的平台进行数值计算，计算出的平台位移最大值和响应周期与现场实际测量值基本一致，这说明计算方法和数学模型是正确的。ANSYS有限元软件可以方便地计算平台结构在波浪、海流载荷下的动力响应和疲劳寿命，是进行平台设计和校核的有效工具。     

海洋导管架平台疲劳问题分析

疲劳破坏是海洋工程结构的一种主要破坏模式。导管架平台受到海洋复杂载荷的作用,由于交变应力的随机性以及材料性能的分散性,结构的疲劳具有随机性和不确定性,因此要从概率的角度进行疲劳可靠性分析。采用ANSYS软件对导管架平台建模,利用S-N曲线模型以及Miner线性损伤理论,对结构的疲劳可靠性进行评估。将整个导管架结构系统简化成串并联模式,应用分枝限界法来寻找系统的主要疲劳失效模式,并对系统的可靠性作出评价,以供工程实际参考。     

膨胀节(续)

(二)对设计计算方法中一些问题的讨论 1.膨胀节的疲劳寿命 膨胀节的破坏,不少是由于疲劳所引起,现在许多膨胀节的设计计算方法计及了疲劳破坏前的循环次数。循环次数的计算公式或算图是基于实验结果。实验指出,膨胀节应力幅度的大小,对于操作循环次数起重要作用,应力振幅愈大,破坏所需循     

移动注热平台栈桥蒸汽管线设计方案

渤海某区块油田开发项目拟采用一种新型稠油热采模式，即建造一座可移动注热平台，通过栈桥与热采平台连接，交替为多个热采平台提供合格的蒸汽。热采平台受风、浪、流等因素的影响会产生相对运动，使生根在栈桥上的蒸汽管线发生拉伸、压缩或扭曲。与常规蒸汽管线或栈桥管线设计相比，移动注热平台的栈桥蒸汽管线设计难点如下：高温高压蒸汽不能采用软管连接，只能采用硬管连接；平台运动引起的栈桥位移产生的位移应力及大位移引起的支架脱空导致持续应力超标；注热启停温度变化、波浪随机运动造成的位移变化使管线产生交变应力，逐步累积使管道发生疲劳破坏。结合ASME B31.3与DNV规范，基于CAESAR Ⅱ应力分析软件对蒸汽管线进行详细的静态分析和疲劳分析，解决上述难点，论证可移动注热平台通过栈桥为热采平台输送蒸汽的可行性。     

压缩机出口缓冲罐接管断裂成因分析

压缩机出口缓冲罐的温度计套管发生断裂。通过一系列检验和分析，得出疲劳破坏是导致其最终断裂的真正原因，同时为金属的疲劳破坏提供了压力容器方面的例证。     

U形膨胀节的疲劳寿命

本文介绍了U形膨胀节的疲劳试验结果。通过对试验结果的分析,分别得出了疲劳破坏寿命、设计许用疲劳寿命的最佳曲线和计算公式。     

新型干树半潜平台疲劳性能分析

干树采油平台具有修井方便、操作成本低、易于维修建造等优势,目前仅成功用于TLP和Spar平台,相比于这两种平台,半潜式平台不受水深限制,易于建造、安装,但运动幅度较大。该文提出一种运动性能较好的新型干树半潜平台,采用谱分析方法对其进行疲劳分析。首先介绍了目前海洋工程领域比较常用的谱分析方法及其流程,然后对在位工况下新型干树半潜平台进行了总体强度分析和总体疲劳估算,确定了疲劳关键部位,最后利用谱分析法对这些关键部位进行疲劳分析,得到了各热点的疲劳寿命。计算结果表明,各关键部位的疲劳寿命基本满足要求,但是比较接近设计寿命,因此在后续的设计中疲劳问题仍需要重点关注。     

近海平台结构系统疲劳寿命计算方法

本文讨论了近海平台结构系统疲劳寿命计算方法。作为一个算例，文中运用作者开发的近海平台结构疲劳分析程序系统，对渤海一固定式导管架平台进行了疲芝寿命计算，结果表明，本文提供的方法对开展三维模型平台结构系统疲劳估算是可行的。     

如何减少抽油光杆断裂

几乎所有的光杆断裂都是由于疲劳破坏造成的。光杆疲劳破坏的特点是在光杆高应力点出现裂纹，在腺支载荷作用下，裂纹反复开、合，沿应为轴线垂直平面方向生长，直至剩余材料不足以支持载荷，发生断裂。本文通过例举3种情况：①轴向载荷；②弯油和轴向载荷；③弯曲和轴向载荷结合应力集中系数；分别对光杆疲劳破坏的可能性进行了分析。     

海洋石油结构钢低温疲劳实验系统的研究

为解决石油平台在辽东湾海域的低温疲劳问题，借助ＭＴＳ试验机，建立一套低温疲劳实验系统，实现了低温疲劳实验中疲劳裂纹的观察和测量，以获取平台结构钢在低温下的疲劳裂纹扩展速率的可靠数据，该系统解决了低温疲劳实验中存在的关键技术问题。     

导管架非节点有限元简化疲劳分析方法

文章以一座已投入使用的导管架平台裙桩套筒的设计为例,详细介绍了复杂非管节点裙装套筒结构的简化疲劳分析方法:首先采用SACS程序对导管架平台在波浪荷载作用下进行结构整体分析,选取简化有限元疲劳分析中所需的荷载工况组、荷载和边界条件,然后应用ALGOR程序建立裙桩套筒的有限元模型,施加荷载和边界条件,并对应力分析输出结果进行后处理得到疲劳分析结果。这种简化疲劳分析方法及其分析结果得到了挪威船级社(DNV)的认可,对导管架平台非管节点,特别是对适度水深和深水导管架的裙桩套筒的疲劳设计具有参考意义。     

渤海平台构件疲劳分析的新方法

我国渤海的海冰对海上结构物的作用力,较波浪力尤为重要.海冰作用下,平台管节点构件承受的应力与海冰的破坏形式密切相关.海冰的破坏形式主要有挤压、屈曲、弯曲等.过去在计算应力时,只是按照一种破坏形式;本文综合起来考虑几种破坏形式并存.现有规范中,未给出低温冰载荷作用下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线,本文根据石油大学进行低温随机冰载作用下疲劳裂纹扩展试验的结果,给出了疲劳寿命曲线及其参数.在上述基础上,文章提出了管节点疲劳寿命计算的一种新方法.     

抽油机曲柄销失效分析及联接设计

分析了游梁式抽油机曲柄销所受载荷及失效形式。指出曲柄销失效的主要原因是曲柄销和锥套的过盈配合面之间出现了松压现象，这种松压现象是由曲柄销受灾变载荷作用所引起，且失效主要发生在曲柄销锥面中部台阶、螺纹根部及锥面小端三处，破坏形式则以弯曲疲劳破坏为主，螺纹根部的破坏具有扭转破坏的特征。提出了曲柄销与曲柄联接的设计准则及螺纹预紧力矩的计算公式。     

钻杆、套管、油管和抽油杆的腐蚀破坏及其防止方法

在钻井和采油设备中套管受到严重的内部点腐蚀和外部腐蚀。有时金属损耗甚微,但在另外一些情况下,如有很高的交变应力时,钻杆和抽油杆经常发现腐蚀疲劳破坏。因此,本文谈谈钻杆、套管、油管和抽油杆的腐蚀破坏以及常用的防止方法。钻杆最常见的破坏是疲劳破坏,包括缺口疲劳破坏和腐蚀疲劳破坏。疲劳疲劳的确切机理尚未被认识,然而有很