半潜式钻井平台运动性能分析的典型装载工况选择方法

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备之一,其运动性能直接影响到平台钻井作业能力,因而是计算分析的重点。设计初期阶段需要对若干代表性工况进行运动性能分析和对比,然而平台作业时装载工况多达几十种,不同的装载工况可能导致平台吃水以及重心位置的显著变化,因此就需要研究此类平台的运动性能在不同装载工况下的变化规律,进而选取平台最不利状态作为计算分析中需要重点关注的装载工况。该文以某深水半潜式钻井平台为研究对象,采用水动力分析软件对其不同装载工况下的运动性能进行计算和对比分析,获得了平台吃水以及重心高度对其运动幅值与加速度值的影响趋势,并对运动性能分析工况的选择提出了建议。     

现用海底管线抗震设计方法存在的问题及解决办法

给出了地震条件下管土之间约束状态的判断准则，并以此准则对工程实例进行了计算和分析，进一步证实在海底埋设环境下，管土之间的约束进入了塑性状态，超出了现用规范将管土之间假设为弹性约束状态的使用范围。因此，进行海底管线的抗震设计时，必须依据本文提出的准则首先判断土壤和管线之间的约束地震时是否在弹性范围内，超出弹性范围就必须按土壤进入塑性滑移理论进行极限地震应力分析。     

海洋平台折臂抓管机多工况参数化结构分析

在ANSYS WORKBENCH环境下对海洋平台抓管机进行整体参数化建模,通过改变主臂、折臂的工作角度,获得多工况下折臂抓管机的工作姿态。在进行结构分析时,对任一工作半径下折臂抓管机垂直起吊路径进行工况抽样,考虑环境载荷、吊臂自重、额定工作载荷,对折臂抓管机整体进行有限元强度分析,获得多工况下关键零件及关键节点的应力应变分析结果。实现了折臂抓管机整体强度分析的快速高效计算。     

半潜式钻井平台锚链携带量对运动性能的影响研究

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备之一。具备锚泊作业能力的半潜式钻井平台锚链的携带量会引起平台装载工况的变化,从而影响平台的运动性能。为了确定上述影响的程度,采用Sesam软件对某深水半潜式钻井平台作业和生存工况下不同锚链携带量的运动性能进行计算和对比。结果表明:平台锚链携带量对其运动幅值、加速度值和静气隙影响较小。可为今后半潜式钻井平台设计及装载配置提供参考。     

海底管道中长距离微管真空灌浆试验研究

以在QK17-2油田海底管道上安装长距离分布式光纤传感系统为依托工程,针对气吹光缆法布设方案,采用真空灌浆技术对长距离微管内的光缆进行固定,从而实现准确监测海底管道变形的目标。通过测定各种配比下灌浆材料的性能指标,绘制成各组分对浆体性能的影响曲线,拟定出合适的灌浆料配合比;再以此配合比,进行了模拟现场长距离微管真空灌浆试验,最终确定出灌浆的最佳配合比,完善微管真空灌浆施工方案。     

深水半潜式钻井平台横撑间距对拖航阻力的影响分析

采用FLUENT软件对一座具有双截面横撑的3 000 m深水半潜式钻井平台的横撑拖航阻力进行了研究,得到了拖航阻力随横撑间距的变化规律,结果表明,当横撑间距取小于5 m时,2根横撑的拖航阻力接近单根横撑的拖航阻力。本文研究成果可为今后的深水半潜式钻井平台船型设计提供参考。     

深水防喷器系统FMECA分析

为确定深水防喷器系统中影响可靠性较大的关键单元设备及故障模式,采用FMECA方法对系统进行了分析。定义了系统基本情况、边界条件、故障模式和判断依据等FMECA分析的基本要素。分析结果表明,对深水防喷器系统可靠性危害性较大的单元设备为闸板防喷器、控制箱、液压连接器;危害性较大的故障模式有闸板封井不严、节流压井管线外漏、黄箱与蓝箱中有1个所有功能同时不能激活、黄箱或蓝箱中有1箱有1个功能不能激活、黄箱与蓝箱同时有1个功能不能激活。对深水防喷器系统设计、应用及日常维护提出了改进建议。     

海底管道流固耦合振动数值模拟

将海底管道简化为圆柱体,管道刚度简化为弹簧,结合在壁面附近进行低雷诺数修正的k-ω流体分析模型,采用Newmark-β法进行二次开发,建立了海底管道二维流固耦合振动计算模型.对静止圆柱体在不同间隙比情况的激振力变化规律进行分析,发现间隙比为0.4时易引起顺流向共振,间隙比为0.8时易引起横流向共振.采用数值模拟分析探讨流固耦合状态下涡激振动特点,提出了流固耦合时涡激振动激振基频的修正计算方法,结构振动各参量在横向共振响应频率为流固耦合激振力基频,而顺流向为基频的两倍.     

地震波条件下海底管线抗震设计方法研究

目前工程设计中使用的海底管线抗震设计方法给出的地震应力值偏大,计算结果与管线结构参数和埋设深度等几乎没有关系。理论分析及海底管线的实际埋设环境证明,在一般海底管线工程的设计地震条件下,约束海底管线的土壤很容易进入塑性滑移状态,已超出现用抗震设计方法的前提条件,即管土之间的约束为弹性约束。对于约束土壤进入塑性滑移状态,给出了新的地震应力计算方法———极限地震应力计算法,并根据决定极限应力大小的单位长度管线极限约束力的计算方式,把极限地震应力计算法分为单位长度摩擦力法、修正法和加权平均法。两个实际工程算例的比较分析结果说明,极限地震应力法能准确地反映海底管线的实际地震应力状况,解决现用抗震设计方法中存在的问题。     

深水半潜式钻井平台关键部位波浪载荷敏感性分析

以我国第一艘拥有自主知识产权的第6代深水半潜式钻井平台为目标平台,基于线性三维绕射理论,采用线性载荷谱分析法和有限元法,在前人进行总体强度分析的基础上,选取2个典型组合工况分析了连接平台主体结构的关键部位对波浪载荷的敏感性,分析结果可为半潜式平台的波浪载荷分析、疲劳节点选取等提供参考。