自升式平台桩腿下放长度对其运动响应的影响

基于三维势流理论和Morison公式,研究自升式平台在桩腿下放过程中的运动响应特性。在建立自升式平台主体和桩靴面元模型以及桩腿Morison模型的基础上,利用AQWA软件对自升式平台的动响应进行统计分析。计算结果表明:平台在系泊定位状态下纵荡和横荡会发生大幅低频慢漂运动;随着桩腿下放长度的增加,平台的运动幅度逐渐减小;当桩腿下放长度超过35m时,平台垂荡运动的变化不再明显。     

自升式平台举升状态运动响应试验研究

对自升式平台处于举升状态桩腿下放和提升过程时的运动响应进行了物理模型试验研究.针对目标海域实际海况分别研究了不同有效波高和波浪入射角度对平台运动响应的影响,所得结果可为自升式平台设计提供依据.     

储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响研究

为了研究海洋环境中储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响,采用Froude-Krylov假定法计算沉垫所受波流力,并在ANSYS中建立有限元模型,分析对普通自升式平台和沉垫自升式平台桩腿最大应力的变化规律。研究结果表明:当沉垫距离海平面较近时,沉垫所受波浪载荷是桩腿应力的主要来源,其应力值高于相同位置的普通自升式平台,风载荷是后者桩腿应力的主要来源;当沉垫距离海平面较远时,沉垫所受海流的F-K力可忽略不计,普通自升式平台桩腿最大应力高出沉垫自升式平台。最后指出储油沉垫增加了桩腿的结构强度。     

分体式平台对接过程中牵引索动态响应分析

采用分体式平台模式,对现有作业水深(50 m)较浅的圆柱形桩腿自升式平台进行升级改造,即在其底部增加一套沉垫式刚性支撑结构,利用对接装置将上分体平台桩腿和下分体支撑桩腿对接,使上、下分体结合成一座沉垫型自升式平台。基于三维时域线性势流理论和Morison理论研究不同环境条件、不同压载模式下平台上分体对接过程中的平衡位置和位移响应,通过时域分析研究牵引索应力分布和位移响应情况;并通过实验室物理模型实验分析不同对接位置牵引索的动态响应。当环境载荷作用力从平台艏部入射时,纵荡对牵引索的位移响应影响最大。随着水深的增加,牵引索的轴向拉力值逐渐减小,竖向偏离角度逐渐减小。分体漂浮状态下牵引索受平台质量影响较大,下分体拖缆受力远小于上分体;一端分体固定时,牵引索牵引力下降明显。牵引索受力震摇幅值受波浪周期和波高影响显著,总的趋势是随着波浪周期和波高的增大而增大。     

自升式移动平台结构动力响应研究

介绍了自升式移动平台动力响应模型建模的关键技术,并详细论述了动力响应求解的3种方法,单自由度方法、频域分析方法和时域分析方法;并以某桁架式桩腿自升式平台为例,计算运动惯性力及动力放大系数,对3种方法计算结果进行了比较。     

自升式海洋平台升降作业刚柔耦合动力学特性

考虑桩腿柔性对自升式海洋平台升降作业的影响,系统开展平台整体升降动力学研究。针对桁架式和壳体式桩腿两种类型平台分别建立其刚柔耦合虚拟样机,在考虑各阶模态对结构动力响应影响权重基础上,采用DC增益模态截断法研究模型简化方法。研究齿轮齿条接触动力响应及各齿轮间载荷特征时变规律,揭示平台动力性能对桩腿柔性的敏感程度,进一步集成升降控制、监测系统搭建平台升降实验系统,开展穿刺应急工况平台升降动力性能实验验证研究。研究结果表明：刚柔耦合简化模型在确保分析精度基础上可有效提高计算效率,且能准确反映应急升降工况下平台动力学特性;桩腿柔性影响不同升降位置齿轮齿条接触力时变规律及载荷分配差异性,且对壳体式桩腿的影响程度要高于桁架式桩腿。     

深水自升式平台动力响应分析研究

深水自升式平台在波浪和海流等动态环境载荷作用下易发生振动响应。鉴于此,对自升式平台动力响应分析方法进行探讨,得到如下结论:弹性地基刚度系数EFS对平台桩腿动态应力影响不敏感,但对动态位移影响较大;平台桩腿动态应力和位移随波高的增加而增大,随周期增大而减小;节距L_h对平台应力和位移影响较小;弦杆间距L_R的增加可减小结构的动态应力和位移;波浪周期与平台自振周期相差越小,动力放大系数(DAF)计算结果与位移比法和应力比法相比差异越大,计算越保守,而低频波作用下,三者计算结果基本一致;单自由度方法无法反映环境载荷方向的影响,不同环境载荷方向下,由位移比法与应力比法计算得的DAF有一定差异,特别是平台刚度不均衡时,不可忽略环境载荷方向的影响;节距对平台DAF影响相对较小,而弦杆间距对平台DAF影响较大。所得结论可为深水自升式平台的设计与动力响应控制提供指导。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

漂浮压载状态下自升式平台的运动响应分析

针对传统一阶理论在自升式平台漂浮压载工况下水动力计算精度不足的问题，以某自升式海上石油钻井平台为研究对象，建立平台水动力分析模型，在浅吃水状态下考虑波浪对平台的二阶作用，运用高阶边界元方法对平台的一阶和二阶水动力问题进行求解。通过数值模拟，给出多种波浪频率入射条件下平台的波浪力和运动响应数值计算结果。结果表明：在漂浮压载状态下，二阶波浪力在水平方向上对波浪力幅值影响较大；从运动响应角度看，无论是水平方向还是竖直方向，二阶波浪作用都不可忽视。     

浅海桩腿自升式钻井平台地震响应分析

从自升式平台的结构特点及其在海上作业时受到海洋动力荷栽作用的特点出发，分析了自升式平台结构动力分析体系和动力方程．对插桩自升式平台进行自振特性分析及其与波浪发生共振可能性分析，并重点研究了地震作用下自升式平台动力响应．用地震响应谱进行分析。     

自升式平台单桩极限拔桩力的研究

以一座自升式平台单桩拔桩为例,研究具有三角形箱型船体的自升式平台的单桩极限拔桩力计算。简化平台模型的实际构造,应用ANSYS软件建立了三维有限元模型。通过添加抗转空间粱的方法模拟桩靴和土壤对桩腿的约束作用,建立桩腿底端的边界条件;考虑船体的水动力,通过斜坡加栽方式模拟船体倾斜对浮力的影响,依据CCS规范校核船体和桩腿的强度,得到了不同拔桩力作用下的船体和桩腿强度曲线图、规范校核值曲线图。插值计算出该平台的单桩极限拔桩力。     

冰载荷作用下自升式平台的动力响应分析研究

应用ANSYS软件系统计算不同冰力模型下自升式平台的动力响应。通过对某自升式平台的冰激振动分析,得到冰力和结构振动的一些特性,为在冰区服役自升式平台的冰激振动安全评估提供了有益的参考。     

规则波与不规则波作用下刚架式网箱水动力性能

为深入了解海水养殖，研究网箱在不同波浪作用下的受力运动特性，基于Morison方程，采用海洋工程水动力软件OrcaFlex建立波浪作用下网箱的运动响应数学模型，对其进行水动力性能分析。针对刚架式网箱的实际尺寸参数，在波高H=1.3 m和周期(T=6、7、8 s)条件下，对浮架与网衣连接点的有效张力、网箱容积剩余率和锚绳力进行数值计算。结果表明：在规则波作用下网箱的浮架与网衣连接点受力和锚绳力相对较小；在不规则波作用下变形更严重，剩余容积率较小；在规则波和不规则波作用下，波浪周期的增加将减小浮架与网衣连接点的张力和锚绳力。     

3000米深水半潜式钻井平台运动性能研究

应用SESAM程序系统研究了4种深水半潜式钻井平台的运动性能。首先建立深水半潜式钻井平台的三维水动力模型,然后采用Morison公式和势流理论相结合的方法进行计算分析,获得了半潜式钻井平台运动响应的传递函数和固有周期。在此基础上,结合我国南海海况资料,应用频域分析法对深水半潜式钻井平台运动响应进行了短期预报。研究结果对深水半潜式钻井平台船型的选择有参考意义。     

水深对半潜式平台运动响应及设计波的影响

该文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,在不同水深情况下运用挪威船级社开发的SESAM程序,对半潜式海洋平台进行了水动力分析。依据有条件的建模方法（CMA）和一次逆可靠度方法（IFORM）确定百年一遇波高一周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况,用于平台进行水动力分析和短期预报。对某半潜式平台在不同水深下进行了运行响应分析和纵向剪切力等六个波浪载荷分析预报,计算了平台结构极限强度分析的设计波。     

近海风电机组单桩式支撑结构载荷和动力响应的研究

近海风电机组的支撑结构承受风机载荷和风、浪、流等环境载荷的作用。基于动量-叶素理论得出发电机的控制策略,根据随机瞬时风速序列和发电机运行状态计算了近海风电机组单桩式支撑结构所受的风机载荷和风压作用,并通过Morison公式计算了浪流联合作用对支撑结构的载荷。用ABAQUS软件对支撑结构和海底土层建模,通过振型叠加法计算结构的动力响应,求出了结构顶端位移和速度以及结构最大应力的时间历程,并研究各种载荷对结构的影响。结果表明,风机载荷是结构动力响应的关键影响因素。     

浮式钻井平台升沉运动分析

浮式钻井平台（船）在海上处于漂浮状态时,由于风浪的作用会产生升沉、摇摆、漂移等运动。重点分析了浮式钻井平台（船）的升沉运动特性并建立了运动数学模型,阐述了其对钻井船的影响,找出了钻井船升沉与波高、波浪周期的关系,并通过深水工程勘察船的工程实例对上述理论进行了验证,为浮式平台配套升沉补偿装置的设计提供依据。     

内波参数对半潜式钻井平台漂移量的影响

基于KdV理论和莫里森方程,对内波作用力进行理论计算。获得平台在内波作用下的运动时程曲线,发现在内波作用下,平台产生沿内波入射方向的最大漂移量和反向漂移,并在内波过境后不断振荡最终回到平衡位置。针对内波上层流体厚度、最大流速、入射角度和水深等4个因素对平台漂移量的影响进行规律性研究,发现上层流体厚度与水深的变化对平台的漂移量影响不大,最大流速应作为首要监测因素,内波入射角可在最大流速确定的基础上适当调整监测范围。监测到强内波流后,应停止平台作业,断开作业管柱,适当放松迎流向锚链。     

自升式平台分段吊耳模型计算实验研究

本文旨在研究自升式平台分段吊装过程中关于吊耳模型探索性计算实验的问题。在海洋平台结构设计和安装的过程中,吊装作业是重要的分析内容之一。本文采用有限元模拟的方法,以某60.96 m桁架腿自升式平台为研究对象,考虑6~#分段结构的吊装计算,并对自升式平台分段吊装作业过程进行建模分析,通过模拟不同简化程度的吊耳模型,结合计算结果进行分析,寻求最合理的简化方法。     

不规则波中半潜式平台气隙响应数值研究

应用三维源汇分布方法,计算得到半潜式平台在波浪中六自由度运动响应函数和给定计算位置点的波面升高响应函数,将二者叠加求得给定点的相对波面升高响应函数,结合给定的波浪谱计算得到响应谱函数,对平台的气隙响应进行预报。在温和海况下,增加平台吃水有利于减小绕射效应以改善气隙性能;在恶劣海况下,减小吃水会有效降低平台垂荡共振,改善平台气隙性能;二阶效应影响与波浪绕射的剧烈程度成正比。