张力腿平台钢桩精就位技术研究

随着我国进军深海油气田的步伐日益加快,深水张力腿平台(TLP)的安装任务日益临近,与传统的导管架平台不同,TLP平台没有类似限定钢桩位置的导管架结构,因此,钢桩的精确就位方式成为了TLP平台安装的关键技术。针对500 m水深油田生产装备TLP自主研发课题,研究了传统的钢桩精就位方案,并结合我国南海海床地质特点,设计了适合我国海洋地质的整体基盘式深水钢桩精就位安装方案。并利用ORCFLEX软件,对钢桩精就位过程中的运动进行了分析,模拟了流速、浪高和波浪周期对钢桩运动的影响,选定了适合钢桩安装的天气窗口参数,为深水TLP平台的进一步研究和开发提供了理论依据和技术储备。     

人工岛灯塔平台断桩修复治理

某人工岛登陆点的灯塔平台在恶劣天气时受到意外撞击,其中一根钢桩与墩台底部断开,不能继续使用。针对钢桩的受损情况进行分析,制订了增设两根钢桩的修复方案。根据平台所受荷载进行有限元计算,确定两根钢桩的总体布置,最后对施工工艺及详细流程进行了阐述。结果表明,修复后的钢桩能够满足灯塔平台的承载能力,灯塔平台恢复使用功能。     

桁架自升式钻井平台拔桩过程动力学分析

在自升式钻井平台拔桩过程中,桩腿受力大,尤其是桁架结构的桩腿,不能忽略其弹性对系统运动造成的影响。以桁架自升式钻井平台为研究对象,对拔桩过程中平台主要受力的简化及模拟方法进行了阐述。建立了包括升降系统、桁架桩腿及船体在内的平台动力学模型。利用ADAMS软件对该平台的拔桩过程进行了动力学分析,得到了以不同降船速度拔桩时,桁架桩腿分别设置为刚体和柔性体时平台的运动及振动特性,得出了考虑桩腿弹性对平台运动的影响。为以后自升式钻井平台桩腿及升降系统的设计及其动力学分析提供参考。     

大直径超长桩海上吊装技术与应用

海上钢桩是海洋工程中常见的一种结构,常用于海洋平台导管架、海上风电装置桩基及单点系泊系统锚端等。海上钢桩的安装对整个海上工程的进程及费用都具有重大影响,其中钢桩的海上吊装作业是最重要的一环,对船舶的吊机能力有很大的要求。当钢桩超过一定长度时,倘若吊机无法将钢桩垂直起吊,则需要水平吊装至水下进行扶正。阐述了大直径超长桩的海上吊装水下扶正方案,研究了其中的关键技术难点,并以南海某海域单点系泊系统桩基打桩为工程实例,详细介绍并验证了水下扶正方案的可靠性。该方案可为大直径超长桩的海上安装提供新的思路和途径。     

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。     

海上升压站导管架基础超长钢管桩安装技术

目前国内对于超长钢管桩海上安装一般是采用浮吊、起桩器、翻桩器等专用工具实现钢管桩起吊竖立、海上安装。以某海上升压站基础钢管桩的海上安装工程为例,介绍了采用一艘浮吊主副钩直接完成超长钢桩管竖立、海上安装的方案,阐述了钢管桩的海上起吊竖立和安装关键技术及难点,此方法能够摆脱超长钢管桩海上安装时对起桩器、翻桩器等专用工具的依赖,为以后类似项目提供新的思路和途径,对其他海洋平台钢管桩整体安装有一定的参考意义。     

海洋平台钢桩可打入性分析方法及适用性研究

打桩是海洋桩基平台海上安装的关键环节之一,在钢桩设计阶段进行可打入性校核是保证顺利打桩的重要技术手段。文章介绍了当前海洋工程领域的打桩系统和打桩分析方法,并结合工程实例对不同打桩工况所采用的按土壤性质和按阻力性质进行阻力折减的方法、相关参数的取值及影响,以及方法的适用性进行了对比研究。最后结合国内海洋工程经验与现状,给出了进行钢桩可打入性校核与施工的一些结论和建议。     

海洋平台桩管自动焊技术研究

海洋平台现场安装由于质量要求高、施工环境恶劣,实现自动化焊接难度大,长期以来,我国乃至世界上对平台导管架与桩管的连接一直采用焊条电弧焊,焊接效率低,工人劳动强度大,是影响工程进度的瓶颈之一.中国石油集团工程技术研究院结合海洋平台的施工特点和技术要求,以自保护药芯焊丝焊接方法为基础,研究开发出专用的自动横焊成套设备及其焊接工艺.文章介绍了桩管自动焊设备的主要系统结构以及EH-36钢自动焊焊接材料的选择、焊接工艺参数的匹配和在海上工程现场焊接的应用情况.     

大直径超长钢桩溜桩长度计算新方法

对海洋钻井平台钢桩施工中出现的溜桩现象进行了理论分析,提出了采用静力平衡法计算溜桩长度的新方法。该方法考虑了边载效应,引入了动力效应系数,适用于海洋工程中应用较多的大直径超长钢桩溜桩长度计算。荔湾3-1气田中心平台应用结果表明,新算法计算结果与现场实测数据较为吻合,可以用于桩的可打入性分析,指导海上打桩作业的顺利完成。     

冀东油田海洋钢桩海生物附着危害分析及应对措施

海洋附着生物对海洋油气生产结构物影响很大,主要危害是增大平台桩腿的体积和表面粗糙度,腐蚀海洋石油平台结构,影响潜水员的水下作业等。通过对位于渤海湾冀东油田人工岛登陆点的700多根海洋钢桩的外观检测,给出了海洋钢桩的海生物附着情况,分析了海生物生长机理及规律,论述了海生物附着对海洋油气生产的危害,介绍了采用涂装防污涂料、电解防污、超声波防污及机械防污等技术抑制和清除海洋钢桩海生物的方法,最后根据油田的现实情况提出了相应的应对措施。     

基于多元线性回归方法的海上平台用钢量分析

对海上平台传统用钢量预测模型进行分析,建立一元回归模型。为了提高平台用钢量预测精度,构造多元线性回归预测模型,引入灰色关联理论,利用灰色关联分析方法确定影响中心平台用钢量的主要因素为设备干重和甲板面积,影响井口平台用钢量的主要因素为设备干重、高峰年用电负荷和井槽数。在研究海上平台用钢量变化规律的基础上,运用多元线性回归的方法建立海上平台用钢量预测方程。以渤海平台统计数据为基础,进行传统的预测模型预测和多元线性回归模型预测,给出各模型预测值与实际用钢量误差,结果表明:基于多元线性回归预测模型的预测精度可达90%,优于传统预测模型,能够较准确地反映平台用钢量。     

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.     

海上风车安装船桩腿安装焊接工艺优化

文章详细介绍了一种高效低成本的海上风车安装船JB118-SEA3250桩腿的安装、焊接工艺及方法,阐述了超高强钢焊接技术难点及解决方法。这是国内首次将高效低耗的中频感应加热方法应用于超高强钢级大型圆柱型桩腿的焊接,获得了优异的焊接接头性能,简化了桩腿的安装工艺。     

桩基平台桩的可打入性和自由站立强度分析

主要进行桩在安装过程中的可打入性分析和自由站立强度校核等方面的研究.对某海洋平台桩安装期间的工程事故进行具体分析,进一步证明研究这2方面的重要性,并指出二者相互关联、相互影响的关系.     

一种导管架钢桩跨距精确测量的新方法

提出了一种导管架钢桩跨距精确测量的新方法,即利用绕向量旋转坐标变换方法使空间圆与平面圆能够相互转换、运用最小二乘法计算钢柱圆心三维坐标、使更多的观测值参与圆心计算,克服了传统方法测量精度较低的缺点,消弱了钢桩椭圆度造成的误差影响,大大降低了海上组块安装的风险,对海上安装施工具有重要指导意义。本文提出的这一数学计算原理可以推广到任何圆柱型杆件构成的钢结构圆心定位测量,应用范围非常广。     

大型抓斗挖泥船钢桩定位系统的三维设计

为某200 m~3级抓斗挖泥船设计钢桩定位系统,利用UG软件对其进行了三维建模,使用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对钢桩定位系统进行结构分析,研究钢桩及桩套的静结构强度、稳定性和动态响应。     

海洋平台导管架桩管自动焊工艺及应用

为改变海洋平台导管架海上安装桩管焊接工作量大、效率低的现状,开展了自动焊工艺技术的试验研究。文章从焊接方法的选择、焊接工艺试验、工程应用等方面论述了针对桩管常用的D32和E36高强船用钢,采用自保护药芯焊丝进行自动焊的研究内容。试验结果及现场应用表明：该方法效率高,抗风能力强,接头性能完全满足工艺规范的要求。     

导管架式钻井平台新增桩腿加挂井槽改造技术

提出一种导管架式钻井平台井口扩建方案。该方案可以有效解决老平台由于预留井槽不足,导致无法在原平台井口处加设生产井的问题。新增结构与平台原有结构之间通过水上导向桩进行连接,这样做可以避免水下焊接施工,同时也降低了对安装精度的要求。对改造后平台进行抗震、抗冰性能分析,结果表明改造后平台各方面性能均满足要求。     

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。     

边际油田开发中可移动采储平台基础型式对比

以南海北部湾某边际油田开发为例,从地基承载力、在位运动响应、钢材用量等3个关键角度,对2种基础型式的可移动采储平台进行对比分析.研究结果表明:沉垫基础对地基表面平整度要求较高,桩靴基础场地适应性更强;当场地存在薄软泥表层时,沉垫基础须增设裙板抗滑;桩靴基础需要对是否会发生穿刺破坏进行评估;沉垫基础平台在位运动性能优于桩...