多桩型水下基础承载力及结构强度分析

以水下管汇的筒型基础结构为研究目标,提出满足目标地质条件的筒型基础设计方案,并确保其结构强度和稳定性满足相应的设计规范要求。根据地质情况调研并以我国南海海域的土壤条件为例,分析总结出分布最广土壤、强度最弱土壤、近岸典型土壤等3种典型土壤及其4种典型工况。由此设计出两型4桩锚桩的筒型基础模型,通过有限元分析计算,证明其结构强度和稳定性在目标地质条件下符合相关规范要求。     

深水水下管汇的结构设计概述

以南海某油气田的深水水下管汇为例,结合管汇的功能需求、结构组成、结构计算等,对深水水下管汇的结构设计进行了概述。     

深水水下管汇设计研究

水下管汇作为一种典型的水下生产设备,设计时需要考虑环境、安装、检查、维护和生产等工况要求,确保在寿命期内能安全、可靠和稳定地运行。因此,对水下管汇的总体布置、结构、管线和控制系统等4个方面进行研究,确定了相应的设计原则及方法。根据设计原则和方法,设计了一种深水水下管汇,并试制了原理样机。该设计原则和方法可以为水下管汇和其他水下设备的工程设计提供参考。     

基于滑轮法的水下管汇安装静力学分析

水下滑轮安装法是深水超大型管汇的主要安装方法之一,主要是利用一艘半潜式平台和两艘辅助船只进行水下目标管汇的安装下放。为了研究滑轮法在深水水下丛式管汇中的下放过程,以滑轮安装法中的钢丝绳为分析对象,在不考虑环境载荷的影响下,将水下管汇的安装过程分为3个阶段,建立了3个阶段的静力学平衡方程,分析了钢丝绳的最大拉力以及曲线形状,并研究了水深和管汇质量对其的影响。分析结果表明:滑轮法下放管汇的所有阶段中,钢丝绳受到的拉力均与该点切线与水平轴夹角的余弦成反比;对于给定的水深,钢丝绳任意点拉力的水平分量为常数,该常数随水深的不同而变化;钢丝绳的形状由其单位长度重力和管汇重力决定,进入水中后,其形状曲线都由两段不同的曲线组成。所得结论有助于确保滑轮法安装中钢丝绳的安全使用,并可作为研究各种非线性及动力影响的初始出发点。     

基于弹性变形的滑轮法安装水下管汇的钢丝绳静力学分析

基于钢丝绳下放过程中因受力而产生的微小弹性伸长量,分析水下管汇在海面上、入水以及吊装等3个不同阶段的钢丝绳形态、有效张力和弹性伸长量随钢丝绳位置的变化,并通过Matlab编程对算例进行数值求解。结果表明:钢丝绳在吊装管汇前呈悬链线和近悬链线形态;在吊装管汇后呈近似直线形态,且钢丝绳有效张力和伸长量随着管汇质量增加而明显增大;在吊装管汇后,钢丝绳顶部的有效张力最大,是安装过程中的危险部位,需进行监测和预警。研究结果对实际下放安装过程中提高安装精度和安全性具有指导意义。     

水下海洋工程管汇管道应力分析研究

随着全球经济的快速发展,各项能源的需求量剧增。目前全球范围内运用最广泛的能源是化石能源,包括石油和天然气。随着石油化工技术的发展,各国家各大石油公司都将目光投向了海洋。海底蕴含着丰富的石油、天然气资源。我国近年来海洋石油开采技术不断发展完善,但与国外先进技术相比还存在较大差距,特别是在水下控制系统和生产系统设计、管道设施的安装等方面,都还存在不少问题。水下设备大多数都要用到水下管道。水下管道承担着水下连通、油气输送等任务。针对水下管道的应力研究分析,可以有效地提升水下设备的研发工作,保证海洋工程水下控制系统和生产系统的正常运转。     

荔湾3-1气田深水水下管汇总体设计技术研究

水下管汇是最常用和重要的水下设施之一,本文具体针对南海深水气田荔湾3-1西区管汇的工程实例,从管汇基础、框架结构、管汇连接系统、内部管道系统和总体布置方面对深水水下管汇的总体设计技术研究进行了总结,并结合项目条件对西区管汇的设计方案,操作策略进行了研究和三维模拟,验证了荔湾气田西区管汇总体布局的ROV可操作性和设计合理性。该文的成果对于开展深水水下系统设施共性技术的研究具有重要的指导意义。     

水下管汇设计关键技术分析和设计原则研究

基于水下管汇的应用特点,对设计的关键技术进行分析,确定了水下管汇设计的一些原则。依托项目和设计原则,设计了一种深水水下管汇,并试制了原理样机。     

水下悬浮管汇总体布局及设计方案

水下管汇作为一种典型的水下生产设备,在经济性和效率上具有一定的优势,因此被广泛应用于深水油气田开发中。传统的水下管汇在安装和回收方面存在着不足之处。优化传统水下管汇结构,增加浮筒结构,去除底座和吸力锚,提出一种能够悬浮在距离海床一定高度的内悬浮式管汇。设计2种总体布局方案,对比优选出整体布局形式,并在此基础上进行浮筒位置的比较与优化,得到了水下悬浮管汇位置优化总体方案。用Ocerflex对所选方案进行数值模拟,证明在输送不同密度油气以及浮筒破损1层的情况下,悬浮管汇仍然具有一定的稳定性。     

基于模糊综合评价的水下管汇结构可靠性分析

针对水下管汇结构可靠性研究较少的现状,基于故障树模型和模糊综合评价方法对水下管汇结构进行可靠性分析.首先对水下管汇结构的通用构型进行分析,并确定研究对象;然后通过分析水下管汇所受外部载荷确定了其结构的失效模式,以水下管汇结构失效为顶事件,明确导致顶事件发生的直接原因事件,再逐级演绎,直至找出基本事件,据此建立了水下管汇...     

水下闸阀在水下生产系统中的应用研究

水下闸阀的基本功能是接通或切断管路介质的流通,其性能优劣直接关系到水下生产系统的可靠性和安全性。在介绍水下闸阀结构、工作原理和研究现状的基础上,对Cameron公司Ring-O系列水下闸阀、WOM公司的Magnum专利阀和LB-Bentley公司水下闸阀的应用现状做了简述。总结了水下闸阀的技术特点和设计时在材料选择方面应考虑的因素。在水下闸阀的国产化研制过程中,我国应综合国外产品的技术特点、确立从简单到复杂,从重点研究到应用研究,先克服技术问题后工艺问题的研发思路,实现水下闸阀的二次创新到自主创新。     

水下管汇阻力系数和附加质量系数的CFD计算

深水管汇下放是水下生产系统安全工作的关键技术之一。针对深水管汇下放时受到的水动力,即阻尼力和附加质量力进行分析研究。通过CFD软件Fluent建立管汇水动力计算模型和水下作业环境中绕流场的模型,计算管汇下放3个方向阻尼力及其阻力系数; 利用动网格技术模拟管汇在流场中的加速运动,求得管汇在水中的变速运动带动周围的流体一起做不定常运动所形成的附加质量系数。通过与现有DNV经验数据对比,计算结果误差较小,从而验证了此计算方法的正确性,为船-缆-体的耦合分析计算及下放安装的仿真控制提供参考。     

崖城13-4气田水下管汇研究与应用

崖城13-4气田位于我国南海,属于边际油气田,其所在海域水深约89 m。针对崖城13-4气田开发需求,设计了一种新型的水下管汇。该水下管汇采用了吸力桩固定、机械复合管焊接技术、2种管卡固定方式、管道快速连接器与旋转法兰相结合连接、跨接管水下试压、水下清管、在线检测泄露等创新技术或措施,大大减少了投资费用。崖城13-4气田已于2012年初顺利投产。     

水下管汇吸力桩竖向极限承载力研究

吸力桩是海洋油气资源开发工程中水下管汇设施常用基础形式之一。为明确竖向载荷作用下吸力桩周围土体的影响范围及解决吸力桩的竖向承载力计算问题,采用理论公式计算和有限元仿真两种方法对极限承载力进行求解,采用数值软件建立了数值分析模型,利用位移控制方法,得到了吸力桩的载荷-位移曲线,并得出吸力桩的竖向承载力约为7 000 kN,规范公式计算得吸力桩竖向极限承载力为6 582. 4 kN,并与数值分析结果进行对比,结果显示,有限元分析求得的吸力桩竖向承载力与理论公式计算结果偏差为6. 34%。通过分析吸力桩周土体的屈服过程,发现在加载初期,屈服主要出现在桩端土体,随后桩端屈服区不断扩展,顶部土体开始出现屈服,并逐渐向下扩展,最终整个屈服区完全贯通。研究结果可为吸力桩竖向极限承载力分析提供技术参考,对吸力桩的稳定性和安全性评估具有一定的指导意义。     

筒型基础的发展历史和典型用途

系统地回顾筒型基础的发展历史，介绍了它的基本工作原理，总结了筒型基础的各种典型型式和用途。     

水下管汇水平连接器结构及安装方案分析

水下连接器作为水下跨接管与水下生产设施的连接部件,是连接系统的重要组成部分。设计了2种不同的水下管汇水平连接器方案,第1种方案选用定位锥式安装方式,定位准确;第2种方案选用支撑臂式安装方式,操作快速。分析了这2种方案的结构组成和安装过程。在连接器及其安装工具、液压系统的结构方面,定位和对中功能的准确性,二次锁紧功能的可靠性等方面进行了对比。提出了改进建议。     

筒型基础在边际油田的最新应用研究

筒型基础作为一种新型锚泊和基础形式,具有显著的技术优势和良好的经济性。文章介绍了筒型基础在国内外的发展和应用情况,并针对筒型基础在人工岛应用中承载力分析和气浮拖航等关键问题进行了研究。模型试验和计算分析的结果表明:筒型基础的承载力满足要求,拖航稳性很好,各项指标满足规范要求。     

筒型基础渗流场的有限元模拟与分析

利用有限元数值计算方法模拟筒型基础负压沉贯过程中的渗流场.结果表明在筒型基础裙端部的渗流场比较复杂,特别是裙端部的渗流速度最大;筒型基础内土体表面渗出速度随筒型基础入土深度增加而分布均匀,同时筒型基础内土体表面渗出速度或渗入速度随筒型基础入土深度的增加而减小.此结果与实践和试验符合良好.     

崖城13-4气田水下管汇设计创新技术

目前水下生产系统相关设备依赖国外进口,费用昂贵且采办周期长,严重制约了我国边际油气田和深海油气田的滚动开发。根据崖城13-4气田开发特点,研制了一种新型水下管汇,采用了吸力桩固定、复合管TIP-TIG焊接、2种管线固定方式、水下管道连接器、水下清管球发射器等多项创新技术,为海上快速有效安装奠定了基础,并大大节约了投资费用。     

浅海混凝土箱筒型基础结构采油平台研究

基于SAP2000有限元软件,对软土地基上混凝土箱筒型基础采油平台结构的合理尺寸、内力、沉降以及承栽力进行了分析,结果显示采油平台的沉降以及承载力等均满足要求。在渤海地区淤泥质软土地基上,混凝土箱筒型基础结构采油平台具有可行性,可在未来浅海采油平台设计中进行考虑。