海洋平台管节点极限强度分析方法研究

管节点作为海洋平台结构中十分重要且薄弱的环节,其极限强度分析是海洋平台安全评估的重要内容,也是一项十分复杂的工作,选择正确的方法和分析手段是得到准确分析结果的前提。文章应用MSC．PATRAN软件建立平台管节点分析的有限元模型,分别使用局部模型法和嵌入式模型法对管节点进行分析,对比其计算结果,认为采用嵌入式模型法更为精确。     

单点系泊海洋平台结构管节点强度校核与可靠性分析

根据海洋平台结构管节点设计准则，自行开发了海洋平台管节点强度校核和可靠度分析软件，应用冲剪校核和名义应力校核法对渤海BZ28-1单点系泊海洋导管架平台结构管节点进行了强度校核。并用可靠度分析软件计算了管节点强度可靠度。找到了海洋平台的最不利的节点和工况组合，为合理设计海洋平台结构和现役平台结构的科学评估、检测、维护和修理提供了分析方法和理论依据。     

Y型管节点应力集中系数有限元分析

用有限元计算了位于渤海湾的BZ-28单点停泊系统导管架Y型管节点在轴向力，平面内弯矩以及平面外弯矩作用下的热点应力集中系数以及支管和弦管应力集中系数的分布，并将结果与常用的参数公式进行比较。     

鞍型板加强Y型管节点在轴向拉力下的极限强度分析

研究了鞍型板加强的Y型管节点在轴向拉力的作用下的极限强度。在分析时采用有限元数值计算和正交设计方法。分析了独立的管节点参数β和鞍型板与弦管厚度比τd以及鞍型板长度与撑管直径比ld/d1对极限强度的影响。计算结果表明鞍型板的尺寸对加强后的节点强度有很大的影响。利用适当尺寸的鞍型板对Y型管节点进行加强可以提高极限强度。     

KK型管节点应力集中系数问题研究

采用有限元方法研究了在轴向力作用下KK型管节点应力集中系数与相同尺寸K型管节点的区别,指出在某些情况下用K型管节点应力集中公式分析KK型管节点会造成结构的不安全,必须引起工程界的注意。     

海洋平台管节点有限元分析中的若干问题研究

就海洋平台管节点有限元分析中的模型建立、网格划分、边界处理等若干问题进行了研究，得出有参考价值的结论。     

基于有限元法的平面K/Y型管节点SCF特性分析

利用ANSYS有限元软件建立有限元数值模型,基于实际工程的关键参数,确定平面K/Y型管节点的8种计算工况,针对每种工况分别施加9种加载方式,得到管节点沿焊缝周向的SCF,并与DNV规范推荐方法的计算值进行对比,结果显示:管节点弦杆位置处的SCF高于撑杆位置的SCF;SCF的极大值出现在管节点的鞍部或冠部周围,加载方式均会对管节点SCF造成影响,但影响不大。     

海洋平台节点承载力数值分析研究

海洋平台节点是连接各个杆件的关键部位,也是薄弱环节,节点的破坏可能导致整个结构的失效,因此节点的受力安全是整个上部组块安全的关键。本文对海洋石油平台上两种典型的非管节点形式进行了介绍,并针对扣管形式的非管节点利用ANSYS软件进行了数值分析,给出了直接连接情况下管的规格和次梁之间的对应关系;对次梁下增加的筋板的形式进行了分析,计算结果表明增加筋板对受力有明显的改善效果。     

海洋平台含裂纹管节点CFRP修复效果仿真研究

以某冰区海洋导管架平台为研究对象,提出基于子模型技术的应力强度因子计算公式和步骤;建立了含裂纹管节点的有限元模型;提出用4种不同厚度的碳纤维增强复合材料(CFRP)片修复含裂纹管节点的有限元模型,并对修复效果进行了仿真分析与评估。仿真研究得出如下结论:(1)采用CFRP片修复平台含裂纹的管节点,裂纹尖端的应力强度因子以及平台管节点极限冰载荷都有较大变化,当CFRP片厚度为3mm时,等效应力强度因子减小58.01%以上,极限冰载荷增加95.83%,而当CFRP片厚度为6mm时,等效应力强度因子减小66.68%,极限冰载荷增加134.70%;(2)随着CFRP片厚度的增加,应力强度因子的减小,使胶层力学性能成为影响CFRP片修复平台管节点裂纹的一个"瓶颈"。     

导管架管节点穿透裂纹应力强度因子数值分析

采用有限元软件ANSYS建立多个不同尺寸的撑杆焊趾处带穿透裂纹的导管架平台T型管节点有限元模型,载荷分别为施加在撑杆上的轴力和平面内弯矩,采用位移外推法计算裂纹前缘的应力强度因子。首先验证ANSYS计算的管节点撑杆焊趾处穿透裂纹应力强度因子结果随裂纹前缘网格尺寸变化的收敛性,然后初步讨论管节点撑杆壁厚和穿透裂纹角度半宽值对撑杆焊趾处穿透裂纹应力强度因子的影响,得出了应力强度因子随撑杆壁厚和穿透裂纹角度半宽值的变化规律,可为工程中管节点的止裂工作提供参考。     

海洋平台结构系统静强度可靠性分析

本文研究了对三维模型的导管架平台结构系统静强度可靠性评估方法。在极值载荷条件下,分别以极限冲剪应力及屈曲临界应力作为管节点及杆件的极限强度,采用增量载荷法建立破坏模式安全裕量方程。同时研究了求取结构系统主要失效模式的自动算法及计算系统失效概率的方法。作为一个算例,运用作者开发的计算机程序,对一固定式导管架平台进行了可靠性分析,验证了本方法对开展三维模型平台结构系统静强度可靠性评估是可行的。     

海洋导管架平台结构极限强度分析方法

以HZ26-1平台为例,根据附近海域的特点选定环境载荷,考虑P-Delta效应这一几何非线性因素,利用SACS软件进行计算,分析平台结构的非线性失效特性,得到所分析平台导管架的储备强度系数,可以定量地确认平台的安全余量,为结构完整性的维护做理论支持。     

海洋平台加挂井槽研究

目前通过在海洋平台上加挂井槽增加调整井的技术在海洋油田生产中得到了广泛的应用。文章结合旅大10-1WHPA平台工程应用实例,对内挂井槽和外挂井槽的优缺点进行了比较分析,确定了外挂井槽的最终方案,分两期实施。提供的结论可供今后类似项目参考和借鉴。     

带有损伤构件的海上采油平台的重分析方法

采用非线性有限单元法,将各种管单元局部损伤进行有限元网格细分,通过刚度矩的静力凝聚方法,将损伤单元统一为等效的非线性梁单元,然后再与整体平台结合进行重分析,获得损伤后平台的极限强度。本方法对局部损伤的形式不附加任何限制,并可方便地求解整体结构的后屈面破坏结果;准确地反映了损伤所引起的弯曲与轴向耦合刚度的变化。     

一座海洋平台改造的强度分析

对一座海洋平台改造前和改造后各种工况进行了结构强度计算．对摩擦桩与平台主体之间的不同连接方式进行比较，分析了考虑风冰载荷下发生桩靴滑移时桩腿的应力变化情况。为该平台的改造与工作状态下的强度安全评估提供了重要的参考。     

海洋平台井口套管弃置工艺研究

我国海洋石油工业经过几十年的发展,很多平台已达到设计寿命,面临弃置。如何安全节约完成平台弃置是大家都关心的问题。本文根据工程经验,引入一种新型平台套管拔除工艺—拔桩器进行套管弃置,很好地解决了套管弃置安全和费用问题。本文先介绍了拔桩器及设备施工工艺,又介绍了拔桩力计算及设备选型等施工准备工作,最后介绍了拔桩器进行套管弃置施工工艺,为今后的工程提供参考借鉴。该工艺具有大量优点,在今后平台井口套管弃置领域有着广阔的市场前景。     

海洋作业平台悬臂梁强度计算与试验分析研究

悬臂梁的强度直接关系到海洋作业平台的安全。应用有限元软件ANSYS对悬臂梁进行了有限元建模分析,得到了悬臂梁的位移和应力分布云图,指出了其应力较大部位;在平台建造码头对悬臂梁进行了现场强度测试试验,并将有限元的计算结果与实际测试结果进行了比较分析。分析结果表明,有限元分析结果与实际测试结果比较接近,两者得到的应力规律基本一致;2种工况下最危险点应力值都小于悬臂梁的许用应力,满足强度要求。     

海上平台聚合物溶液分流型预混器研究

海上油田聚合物驱油过程中,高浓度聚合物母液与高压水混合所使用的静态混合器的混合效果很大程度上影响着采油效率。海上平台空间和承重有限,为了使静态混合器实现高浓度聚合物母液和高压水的高效混合,研制了一种分流型预混器。基于计算流体力学理论,通过数值模拟和现场试验研究了流体在管道内的流动情况及混合效果,并与平台现场高浓度聚合物母液和高压水在三通中预混的效果进行了对比。研究结果表明:高浓度聚合物母液和高压水在分流型预混器出口端0. 60 m内可实现高效混合;现场平台静态混合器前加装分流型预混器后聚合物溶液混合均匀度提高了14. 29百分点。该分流型预混器可以满足海上平台聚合物驱的配注要求。     

海洋平台仪表气系统设计与研究

对典型海洋平台空压机系统的设计进行了分析,详细介绍了仪表气处理流程和空压机系统组成。结合渤海湾某海洋平台设计项目,对海洋平台仪表气总耗气量计算方法进行了详述和总结。平台实际运行结果表明:仪表气系统设计合理,选型正确。