考虑桩-土相互作用的涠11-4C平台全过程倒塌分析

采用非线性倒塌分析方法,研究了导管架平台在极端荷栽作用下的计算模型,对涠11-4C平台在16种极端工况荷载作用下进行了全过程倒塌分析,计算时考虑了桩-土之间相互作用。通过分析．得出结构的薄弱部位及危险工况。     

隔水导管复合管柱载荷转移技术

为降低导管架平台建造成本,采用将导管架平台载荷转移至隔水导管-水泥环-表层套管复合管柱结构的方式以提高导管架平台承载能力的方法。分析导管架平台与复合管柱结构相互作用的机理,并建立复合管柱结构与导管架平台刚性连接时的载荷转移效率计算模型及复合管柱结构极限承载力计算模型。以渤海典型六腿平台为例进行平台载荷转移分析,采用载荷转移方式在保证复合管柱结构强度和稳定性的前提下可将导管架平台12.5%的载荷转移至复合管柱结构且减少导管架平台桩管入泥深度,为导管架平台结构优化设计和简化施工提供理论指导。     

基于谱分析法的深水导管架平台疲劳寿命可靠性分析

以200m水深导管架平台为研究对象,采用有限元方法对各疲劳子工况下平台的动力响应进行分析,确定了计算点处的传递函数,并计算出相应的应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论及结构可靠性理论对平台的疲劳寿命可靠性进行了分析;对泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法在深水导管架平台动力分析中的适用性进行了分析。对于深水导管架平台,采用泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法存在较大误差,进行动力分析时须采用桩-土耦合模型;波高较小海况下,平台结构应力谱对应于波浪主频率的峰值较小、对应于平台前两阶固有频率的峰值较大,后者是导致平台疲劳破坏的主要原因;导管架过渡段到第三水平层之间节点及泥面处节点的可靠性指标相对较小。     

自升式钻井平台桩腿入泥深度计算研究

开展了桩腿与海底土相互作用分析,提出了自升式钻井平台桩腿承载力计算模型,该模型考虑了插桩速度、桩靴上覆土压力、群桩效应等因素的影响.现场应用表明,本文提出的自升式钻井平台桩腿承载力计算模型在预测桩腿入泥深度时具有非常高的准确度,相对误差在10％以内.     

南海海域深水导管架平台桩土力学分析

以番禺30-1号导管架平台为原始模型,针对南海北部水文,以及南海北部陆架区海底土性质,采用设计波法设计海洋环境载荷,进行导管架平台群桩桩土力学分析。对比分析竖直桩和10°倾斜桩的轴力、横向位移、应力以及截面剪力力学性能,发现斜桩的力学性能优于竖直桩。     

浅海采油平台振动原因分析及治理措施

针对埕岛油田中心二号生活平台剧烈振动的问题进行研究,通过理论分析、数值计算、模拟实验和现场测试,认为生活平台剧烈振动主要是由于导管架与桩的相对运动引起的。另外,海底冲刷造成导管架泥线处淘空,使导管架在泥线处失去约束,降低了结构的侧向刚度,进而加剧了平台的振动。根据问题产生的原因,采取了灌浆加抛石的治理方案。结果表明,这种方法既消除了导管架与桩的相对运动,又提高了基础的约束作用,最大减振幅度达到89%,实现了预期的减振目标。指出:浅海油田不宜采用直立式非灌浆桩腿导管架平台,平台设计时应考虑淘空的影响,采取相应措施,避免淘空降低平台的侧向刚度。     

导管架平台桩土动力相互作用试验研究

为了研究实际平台在饱和土体中的桩土-结构相互作用,建立了缩比模型的导管架平台桩土相互作用试验系统,采用激振器激励的方式,利用MaCras机械及结构模态分析软件测试了所建导管架模型在不同水深下的自振特性。借助ABAQUS/Standard中的管土相互作用单元对试验模型进行了数值模拟,将数值模拟结果与试验结果进行了对比。对比结果发现,用PSI单元模拟桩土动力相互作用能够获得较高的精度,且建立的有限元模型计算效率较高,相对于桩土实体模型或者等效固支模型来说具有明显的优点。     

构件不同直线度对导管架平台极限承载力的影响

针对传统导管架平台在进行极限承载力分析时未考虑构件直线度缺陷对结果的影响问题,采用非线性逐步倒塌的分析方法研究构件不同直线度对导管架平台极限承载力的影响。根据直线度公式建立不同构件直线度导管架平台有限元模型,考虑导管架平台环境载荷作用,采用非线性倒塌分析方法计算导管架平台极限承载力。结果表明,导管架平台在45°方向强度储备能力最差,构件不直度使其极限承载力严重退化。     

70 m水深主桩式导管架平台结构设计及其技术特点

在固定式导管架平台设计中,当水深超过60 m时,通常采用裙桩式导管架；在某些海域,如果条件允许,可考虑采用主桩式导管架,即桩从导管架主腿内打入.文章对国外某项目70 m水深主桩式导管架平台结构的设计方法进行了介绍,对设计中与国内常规或由于新版本规范要求而与以往导管架平台设计不一样的内容进行了重点说明,其内容涵盖了在位分析、施工分析及部分附属结构的设计新技术,旨在为后续类似平台结构设计提供借鉴和参考.     

群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法研究

减小井距可节约工程费用,但会引起群桩效应而导致拒锤现象发生。通过室内模拟试验和渤海现场模拟试验,分析了群桩效应对隔水导管周围土体力学性质的影响,提出了群桩作用下钻井隔水导管入泥深度的计算方法,并研制出相应的计算软件。该计算方法已在我国海上10多个油(气)田进行了应用,取得了非常好的效果。群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法在提高海上作业速度、保证海上作业安全和降低油田勘探开发成本方面有着重要意义。     

波流作用下导管架平台桩基冲刷试验研究

海洋导管架平台桩基冲刷受到环境条件(波浪和海流)、桩径大小和海床表面土体复杂特性条件影响,现场分析极其困难。现有各种桩基冲刷计算理论均建立在一定的简化假设基础上,与实际桩基冲刷状况存在一定程度上的偏差。以JZ20-2MUQ型导管架平台为原型做缩尺模型试验,与理论分析相比,能够更加真实地模拟出桩基冲刷现象以及形成的冲刷坑形态和大小。利用试验测量数据研究了各影响因子对桩基最大冲刷深度的影响,且用Origin数据分析软件对各影响因子的数据进行准确拟合处理,得出导管架平台桩基冲刷在粘土条件下最大深度非线性回归公式,该公式概念清晰,具有很好的实用性,可为基于冲刷的导管架平台桩基设计提供科学依据。     

导管架平台振动响应简化计算方法

针对导管架平台的初始设计阶段,提出了振动响应的简化计算方法。考虑主导管结构和支撑结构,将平台处理为底部固定的自由分布柔性体系,假定平台的质量和刚度沿高度线性分布,考虑导管架的一阶模态振动,采用模态分析方法,建立了导管架的广义振动方程,确定其等效质量、等效刚度和等效阻尼。在此基础上计算34m高导管架平台在波浪、海流及地震作用下的动力响应,并对该方法的适用性进行了讨论。     

随机波浪载荷作用下ETMD减振系统对导管架平台振动控制的仿真研究

以在役WZ12-1平台为原型建立导管架平台的有限元模型,将沿导管架桩腿分布的载荷转化为等效节点力进行加载,将桩基的作用用弹簧-阻尼单元模拟,忽略导管架附连水质量的影响进行有限元分析。通过构造ETMD减振系统,设置合适的系统参数,分析了随机波浪载荷作用下有、无ETMD减振系统时导管架平台的振动情况。结果表明,ETMD减振系统能够有效控制随机波浪载荷作用下导管架平台的振动。     

海上固定平台导管架桩管屈曲原因及改进措施

根据美国石油协会发布的《海上固定平台的规划、设计和建造推荐作法—工作应力设计》(APIRP2A-WSD)规范,以埕岛西EDC中心平台导管架海上打桩施工为例,对海上固定平台导管架桩管的屈曲原因进行了应力分析和计算,提出了切实可行的改进措施,并顺利地通过实施,为今后导管架的桩管分段设计、安全打桩施工提供了理论基础和事实依据。     

浅水固定式平台大直径钢桩基础应用研究

海上固定平台一般采用导管架+桩基的结构形式来适应300 m以内水深的环境,导管架的桁架结构的刚度在顺应此水深范围内的环境荷载、节省材料等方面具有很大的优势,但是导管架的建造工艺、安装工序较复杂,成本较高。对于水深较浅的情况,海洋环境荷载要求较低,结构基础绝对高度也较低,不需要考虑利用结构柔性传递释放荷载,因此对于浅水固定式平台提出取消导管架、采用大直径钢桩基础的方案,大直径钢桩直接伸出水面作为上部组块的基础。以乌石项目海域工程为背景,对采用超大直径钢桩基础替代传统的导管架基础进行了计算分析,证明了超大直径钢桩基础在技术上可以满足浅水固定平台的需要,在安全性、经济性方面优于传统导管架形式的浅水固定平台。取消导管架可减少导管架建造和海上安装环节,简化建造和安装工艺,降低工程风险,大幅度降低建造和安装成本。     

饱和粘土中导管架平台单桩水平承载力分析

运用ABAQUS有限元分析软件,建立饱和粘土中单桩的桩土耦合模型,对现役导管架平台桩基在水平载荷下的承载问题进行了数值分析。分析结果表明,6倍桩径以上为桩的关键受力部位,平台设计时桩从泥面往下6倍桩径处必须加厚处理,保守设计为12倍桩径;最大土抗力出现在2.5倍桩径处,最大位移为土表面;水平载荷下桩土的承载部位主要集中在上部,土抗力出现最大值的位置比桩出现最大弯矩的位置要往上,并且土抗力不会随着深度的增加而无限增大。该项研究结果对平台的设计及现役导管架平台的评估有一定参考价值和指导作用。     

桩腿内清淤装置设计与水射流分析

导管架平台拆除过程中,为达到导管架平台桩腿内切割拆除条件,需对桩腿内部进行清淤作业。设计了一套桩腿内水射流清淤装置,并基于淹没射流理论,建立了射流的数学计算模型; 利用流体动力学仿真分析方法,研究了射流压力与射流距离对破岩效果的影响。研究结果表明,淹没环境对水射流有明显的削弱作用; 在淹没环境下,射流压力与喷嘴出口流速呈正相关,水射流流速随射流压力变化明显; 当射流压力一定时,射流在靶面上的滞止压力随射流距离的增加而降低,射流作用面积随射流距离的增大而增大。研究结果可为桩腿内水射流清淤装置设计和使用提供理论依据。     

导管架钢桩溜桩后桩基承载力评估方法及应用研究

导管架钢桩溜桩给海上施工带来很大风险,也让人们对平台运行后的桩基承栽力产生了担忧。为了保证平台服役期间的安全,以东海某导管架溜桩后的桩基承载力评估为例,根据实际打桩情况,提出导管架桩基承载力后评估方法,并进行分析研究,以期为今后类似导管架在打桩过程中出现溜桩后桩基承载力的后评估提供借鉴。