板结构多模态动力吸振设计方法

针对海洋平台动力吸振研究中存在的多模态耦合振动吸振效果差的问题,研究抑制平台板结构振动的动力吸振器的设计方法。以薄板为具体研究对象,建立薄板与动力吸振器的数学模型,分析动力吸振器质量比的选择问题,讨论在离散模态和密集模态两种情况下动力吸振器的最佳安装位置,给出动力吸振器阻尼比和频率比的优化设计公式。在上述研究基础上,总结平台板结构动力吸振方法。以一个舱室仿真模型为应用对象,对参与舱壁振动的5阶模态进行振动控制,减振效果最高为92.2%。对动力吸振器进行补正设计后,针对第一、第五阶模态的减振效果分别提升0.9个百分点和6.1个百分点。上述结果验证了平台板结构动力吸振方法的有效性,该方法对海洋平台的振动防护具有一定的指导意义。     

吸振型减振器的研究

为进一步控制或降低装有隔振型减振器的钻柱振动,研究了吸振型减振器,这种减振器利用附加在名铤外面弹性系统的振动来吸收钻柱所承受的井下激振动,附加系统的质量越大,受到激励后的振幅越大,对钻柱的减振作用越显著,吸振型减振器主要由钻铤及接头,外筒,衬筒,弹簧及密封圈等组成,弹簧的刚度和外筒的质量是设计的关键,研究分析表明,吸振型减振器结构简单,吸振部分不传递轴向力和扭矩,不影响钻柱可靠性,每一种型号的吸振器在一定的井下激振频率即一定的钻柱转速下工作,多个吸振器同时工作,减振效果更好。     

极端冰载荷作用下自复位导管架式海洋平台有限元分析

以渤海辽东湾JZ20-2导管架式海洋平台为模型,提出海洋平台体外加设预应力拉索的减振措施。利用有限元软件Abaqus对海洋平台进行极端冰激载荷下的动力时程分析,对比分析海洋平台在不同冰载荷和预应力下的位移与加速度响应。数据分析表明,预应力的大小是影响海洋平台抗振性能的最主要因素,预应力拉索可较好地控制不同工况下海洋平台的动力响应,具有良好的减振效果与自复位性能。     

推进器脉动压力对半潜式平台振动的影响

以N503型半潜式支持平台为对象,在循环水槽中开展推进器缩比模型脉动压力试验,利用相似关系换算得到平台推进器作用在船体结构上的脉动压力。采用有限元法建立平台的实尺度模型,计算前5阶推进器脉动压力对上层建筑振动的影响,并与平台中其他主要设备引起的上层建筑振动进行对比。结果表明：航行状态下推进器引起的脉动压力远大于动力定位状态。在动力定位状态下,上层建筑中的振动加速度随着叶频阶数增加而逐渐降低,推进器输出功率与结构振动成正比。推进器脉动压力引起的振动集中在叶频线谱上,引起的上层建筑的振动总级与空调机组相当。在50 Hz以下频段,应首先考虑主机和推进电机的振动控制,当高于该频率时应考虑上层建筑中空调机组的振动控制。     

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估是保障其结构安全和设备平稳运行的重要手段。针对某海洋平台复产方案中新增空压机和增压机的振动问题,制定了海洋平台上部组块机械设备振动评估技术流程,采用ANSYS软件建立该平台上部组块有限元模型,基于提出的分析流程,计算得到平台结构的自振特性。分析了平台结构的位移响应频谱,在修井和防窜两种作业条件下,分别对平台增压机和空压机不同组合工况下的振动响应进行评估。研究结果表明:增压机和空压机的激振频率均远离平台自振频率,不会引发共振;平台结构在不同工况下的振动速度和振动加速度均满足规范要求,复产设计方案可行;平台最大响应工况为增压机与空压机B组合同时运行,实际工作时,建议以空压机B为备用设备。研究结果可为海洋平台复产计划的顺利实施提供技术保障。     

���������÷���������������

石油钻井现场对井下钻柱纵向振动的控制普遍使用了井下减振器，利用隔振原理来降低钻柱振动。文章采用钻柱的连续系统振动模型，对井下减振器的作用进行了分析，指出减振器的效果与钻压无关，而主要决定于减振器的刚度及钻柱纵向振动的激振频率；任一种减振器的使用在大多数情况下都有一定效果，但刚度越小，效果越好；在每一种减振器的使用过程中，随着钻柱的不断加长，减振器的减振效果也在不断的变化，并有可能在谐振作用下产生共振，此时减振器的使用加大了钻柱的振动而需改变钻井工艺参数以避免。因此，我们对采取吸振原理的新型减振器进行了研究并在文中予以介绍。该减振器利用附加在钻铤外面的吸振系统的振动来吸收钻柱所承受的井下激振力。附加系统质量越大，受到激励后的振幅越大，对钻柱的减振作用越显著。     

折流板结构尺寸对热交换器振动的影响分析

为了评估折流板结构尺寸对热交换器振动的影响,在分析各种振动机理的基础上,以海洋石油平台代表性热交换器实例为研究对象,利用FORTRAN语言编制计算程序,对不同折流板结构尺寸对热交换器振动的影响进行理论研究。研究结果表明,减小折流板间距对防止流体弹性不稳定振动、湍流抖振、漩涡脱落和声振均非常有效;减小折流板切割率对流体弹性不稳定振动影响不大,但对防止湍流抖振、漩涡脱落和声振较为有效。针对不同振动问题,调整折流板间距或切割率非常有效。     

振动对油水分离器处理效率影响研究

安装在海洋平台、FPSO以及采油船上的油气水处理装置始终处于振动状态,为了了解振动对分离过程的影响规律,利用FLUENT软件结合UDF软件分别对振动和非振动工况环境下的油水分离器进行了数值模拟。通过对比模拟结果表明,振动对分离器的分离效果、油水相的分布以及内部的流场均有显著影响。建议在设计油水分离器时考虑振动的影响。     

海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法验证

以JZ 20-2北高点海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法为基础,在同等冰力工况作用下,检验此设计方法在对应不同海洋平台刚度下动力响应降低的有效性,结果证明:海洋平台在某一刚度范围内时摇摆柱能有效发挥减振作用。在此刚度范围内,以渤海JZ 20-2MUQ平台为基础,依据JZ 20-2北高点海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法设计摇摆柱及连接杆,利用有限元软件ANSYS计算分析JZ 20-2MUQ海洋平台-摇摆柱结构体系在冰力荷载下的动力响应,结果发现此结构体系减振效果明显,证明了该设计方法对渤海湾导管架式海洋平台是有效的。     

海洋平台振动控制研究现状及近期发展

综合评述了海洋平台和工程结构的基础隔振、耗能减振和振动控制研究与应用领域的新进展。在此基础上, 指出基础隔振和耗能减振技术已相对比较成熟, 今后的研究应当集中在标准化、系列化和新产品的开发和完善方面; 半主动控制综合了主动控制和被动控制的优点, 具有广阔的应用前景, 应当重点进行研究; 平台内部机械设备的振动会引起平台的剧烈振动乃至破坏,也是不容忽视的研究课题。     

悬臂式钻井平台悬臂梁振动特性研究

根据海上悬臂式钻井平台的结构特点,结合海上作业的实际情况,考虑平台受到的均布载荷与集中载荷,建立了悬臂式钻井平台在作业状态条件下的力学模型,并推导出了悬臂梁挠曲方程和振动频率求解方程.通过算例,分析了悬臂梁外伸距离、甲板质量、井深等对钻井平台振动频率的影响规律.本文研究结果对提高井口及井下工具作业安全有指导意义.     

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。     

海洋平台往复式压缩机组振动控制设计

海洋平台往复式压缩机组由于安装在柔性的平台结构上,相对陆用机组往往更易发生大的振动,且振动发生后的机组维修整改成本大、后果影响严重。为了控制海洋平台往复式压缩机组的振动,以某海洋平台往复式压缩机组振动控制设计为例,通过进行气流脉动分析,减小了机组脉动不平衡激振力;通过进行机械振动分析,抑制了机组设备及管道的振动水平;以及通过进行机组底橇和平台支撑结构的振动分析,降低了机组及平台结构的振动水平等。分析结果满足标准要求,为今后海洋平台往复式压缩机组振动控制设计提供技术方法和参考依据。     

往复式压缩机系统管道振动分析

从动力分析角度,对往复式压缩机引起管道振动的原因进行分析,提出控制管道振动的方法。并以海上已投产平台为例进行振动分析,计算了因脉动引起管道振动的不平衡力。     

海上固定平台噪声防控技术措施

海上固定平台作业空间有限,设备较多并布局紧凑,设备产生的噪声相互叠加,空气噪声危害严重;加之平台为钢结构,钢结构易于噪声传播,振动噪声危害更为严重。为改善平台作业环境,保障人员健康,提出在噪声源、传播途径、受音者3个方面的噪声治理措施:1对于透平、天然气压缩机、空气压缩机等设备提出加装隔声罩、隔声屏障、减振等技术措施,降低设备处噪声值,减少巡检作业人员的接触值;2对于生活楼噪声超标的房间,提出在房间墙壁加装满足船级社规定的吸隔声材料,对于老裂化胶条及损坏的布风器,提出符合要求的产品进行替代;3对于不适宜改造的噪声源,提出在不同噪声环境下,应佩戴不同的劳动防护用品的建议方法,以更好地保护人员的听力,保障作业安全,减少职业病的发生。经过施工改造,降噪效果明显:生活楼房间改造措施具有良好降噪效果,能够满足国家规定的要求,为员工提供了良好的作业休息环境。     

海洋导管架在复杂载荷作用下的动态响应

研究了海洋导管架自由振动及复杂载荷作用下的动力学行为。利用ANSYS软件建立海洋导管架平台三维模型,针对海洋导管架的结构及栽荷特点,将导管架结构离散成空间梁和板有限元单元结构,采用结构模态分析和瞬态完全法,编程计算了平台结构在波浪载荷及冰载荷作用下的动力相应,给出了其自振频率和谐响应,绘制了海洋导管架不同部位的变形随载荷参数变化的特性曲线。结果表明,由于海洋导管架所处工作环境特殊,对其进行静动态校核,甚至疲劳分析是非常必要的。     

海上升压站平台桩和上部结构柱腿连接强度分析

为保证海上升压站工程质量合格,必须对平台桩和柱腿连接处进行强度校核。对海上升压站平台桩和上部结构柱腿连接处进行有限元建模,采用Solid 187实体单元划分网格,引入带转动惯量的虚质量Mass 21单元,考虑风、浪、流荷载施加极端荷载组合工况等步骤,然后进行计算与分析,以实现对柱腿连接处的强度校核。经项目验证,基于有限元方法进行的考虑多桩柱多工况的柱腿连接处强度校核计算结果满足使用条件,并且能够有效解决实体模型上集中荷载的施加问题。