2009至2010年度冬季渤海冰情分析及防冰措施初探

海冰对海洋资源尤其是滩浅海石油天然气勘探开发有严重影响。文章概述了2009至2010年度在渤海作业海域的海冰冰情,总结了该年度冰情的特点,分析了海冰对海上油气设施的作用、影响及危害,探讨了防冰抗冰措施,对今后冰期海上石油勘探开发工作提出了建议。     

渤海平台设计冰荷载计算的回顾及考虑

介绍在等同采用API RP 2N规范中有关海冰条件及海冰荷载部分规定之前,对固定平台设计中海冰荷载计算公式的应用及设计冰荷载的选取,特别是当固定平台前沿形成堆积冰后,使冰板以组合形式破碎,降低了海冰对结构物作用力的情况下对设计冰荷载的考虑。     

渤海平台设计冰荷载计算的回顾及考虑

介绍在等同采用APIRP2N规范中有关海冰条件及海冰荷载部分规定之前,对固定平台设计中海冰荷载计算公式的应用及设计冰荷载的选取,特别是当固定平台前沿形成堆积冰后,使冰板以组合形式破碎,降低了海冰对结构物作用力的情况下对设计冰荷载的考虑.     

冰区海上平台管节点疲劳寿命计算的新方法

我国渤海湾的海冰对海上结构物的作用，较波浪的作用尤为重要。海冰作用于近海平台管节点承受的最大应力与海冰的破裂形式密切相关。海冰的破坏形式主要有：挤压、屈曲、弯曲等，过去在计算应力时，只是按照一种破裂形式，本文综合起来同时考虑几种破裂形式。现有规范中，未给出低温冰载荷作用下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线，本文根据石油大学进行低温随机冰载作用下疲劳裂纹扩展试验的结果，给出了疲劳寿命曲线及其参数。文章在产     

海冰对滩浅海油气设施的影响及防冰措施

海冰对海洋资源尤其是滩浅海石油天然气勘探开发有严重影响.本文基于海冰知识,概述渤海冀东南堡油田海域海冰冰情,分析了海冰对海上油气设施的作用机理、影响及危害,结合实际探讨了防冰抗冰措施,提出下步研究重点.     

基于卫星遥感图像的辽东湾海冰参数反演及空间分布特征分析

为掌握辽东湾海冰参数分布特征,给出辽东湾冰区油气开发和工程建设所需的海冰环境条件,利用辽东湾多年的海冰卫星遥感图像资料进行了海冰冰厚、密集度反演计算,并结合辽东湾沿岸气象站和海洋站多年观测的海冰、气温、水温等历史资料,利用负积温冰厚计算方法对反演结果进行了分析修正,最终得出了不同重现期、不同厚度流冰的空间分布。研究结果表明,利用卫星遥感图像可以有效地对辽东湾海域海冰范围、海冰厚度、海冰密集度等参数进行反演,较准确地给出辽东湾海冰参数的空间分布特征,从而为该地区海洋工程抗冰设计、冰区冬季安全生产决策以及海上航运等提供重要参考。     

极端冰载下渤海采油平台的断裂可靠性分析

我国渤海每年约有三个多月的结冰期,冰与海上采油平台的相互作用,远较波浪为甚。因此,冰区固定采油平台的设计以及对服役期平台的评估,均需进行可靠性分析,而且主要是极端冰载作用下断裂的可靠性分析。文章首先建立了考虑温度效应的剩余强度的可靠性计算模型;然后给出了决定构件剩余强度的断裂韧性CTOD值δ_c的不同温度下的概率分布;同时还给出了取决于冰厚及海冰强度的构件上最大应力的概率分布;最后,根据计算模型,给出了计算平台构件可靠度的方法,并结合渤海八号平台评估的计算实例,对在役海上采油平台的整体系统,进行了安全可靠性分析。     

渤海油气田开发工程中的冰技术应用

渤海冰区油气田在开发工程中涉及到冰工程学的多方面技术问题。在吸收和借鉴国际冰工程科技成果的基础上,冰工程技术在辽东湾油气田开发工程中已经得到了广泛的应用和快速的发展。本文主要介绍渤海油气田在开发工程中对海冰调查和冰情监测技术的应用,对海冰与冰区结构物相互作用引起的冰荷载研究成果的应用以及渤海油气田冬季生产危险冰情预警和海冰管理方法。 海冰设计标准是决定冰区油气田开发工程的关键因素之一,并且成为渤海冰区边际油气田开发工程中的一个关系重大问题。本文提出一个基于全概率方法合理选择海冰设计标准的新思路,为海洋工程结构设计向可靠度设计过渡和发展提供了重要的基础。     

新型北极冰区半潜式钻井平台及其系泊定位能力分析

为降低北极海上油气勘探开发成本,迫切需要适合北极作业的海洋工程装备。针对这一问题提出一种可以用于北极海上钻井作业的新型半潜式钻井平台概念。该平台采用6立柱双浮筒形式,平台立柱上部设计为倾斜形式以降低作用在平台上的冰载荷。为保证破碎后的海冰不影响钻井作业,平台设计立管防护装置和锚链防冰装置。分别对平台设计条件、主尺度、系泊系统设计情况进行介绍,并采用商业分析软件对平台在夏季和有冰季节的系泊定位能力进行分析。分析结果表明：该半潜式钻井平台可在北极夏季开阔水域和冬季海面结冰情况下进行钻井作业;平台可在1.0 m厚的海冰作用下保持作业能力,在1.5 m厚的海冰作用下保持自存能力;平台系泊定位能力满足北极钻井作业的要求。     

单桩冰力计算方法的试验研究

冰荷载是寒冷海区海上工程结构设计中的主要控制荷载 ,但由于包括孤立桩柱上的冰力在内的冰荷载问题一直没有得到很好的解决 ,寒冷海区海上工程结构设计中应该选用什么方法计算冰力一直没有统一。通过一系列室内单桩冰力模型试验 ,提出了确定单系数冰力公式中综合冰力系数的直观曲线法 ,并把多系数冰力公式中的接触系数k从 0 4 5修正为 0 32。通过对多系数冰力公式和Schwarz冰力公式的比较 ,讨论了Schwarz冰力公式的适用范围。     

辽东湾北岸海冰物理力学性质

随着在海冰区海洋工程结构物的增多,对海冰力学性质的研究引起了注意。1985-1987年在渤海进行了海冰物理力学性质的初步研究,进行了6个方面的测试。测试内容有海冰的单轴抗压强度,弯曲强度,剪切强度,冰晶体结构,冰温度、冰盐度、冰密度、弹性模量,泊松比和海冰的断裂韧度。海冰的强度与海冰温度有密切关系。冰温度降低,冰强度增加,通过测量海冰盐度和它的强度发现海冰盐度越高,冰强度越低。海冰强度与加载速度有关系,加载速度直接影响海冰强度。     

辽东湾北岸海冰物理力学性质

随着在海冰区海洋工程结构物的增多,对海冰力学性质的研究引起了注意。１９８５～１９８７年在渤海进行了海冰物理力学性质的初步研究,进行了６个方面的测试。测试内容有海冰的单轴抗压强度,弯曲强度,剪切强度,冰晶体结构,冰温度、冰密度、弹性模量,泊松比和海冰的断裂韧度。海冰的强度与海冰温度有密切关系。冰温度降低,冰强度增加,通过测量海冰盐度和它的强度发现海冰盐度越高,冰强度越低。海冰强度与加载速率有关系,加     

局部双表层套管抗冰技术在渤海油田某平台的应用

本文阐述了一般情况下海冰对海上结构物的破坏模式,并根据平台井槽多,冰区跨度大(24米)等结构特点提出了几种平台隔水套管的防冰、抗冰施工方案。结果表明该项技术在保证作业成本得到有效控制的同时使该油田平台隔水导管的抗冰能力得到大大增强。     

渤海平台构件疲劳分析的新方法

我国渤海的海冰对海上结构物的作用力,较波浪力尤为重要.海冰作用下,平台管节点构件承受的应力与海冰的破坏形式密切相关.海冰的破坏形式主要有挤压、屈曲、弯曲等.过去在计算应力时,只是按照一种破坏形式;本文综合起来考虑几种破坏形式并存.现有规范中,未给出低温冰载荷作用下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线,本文根据石油大学进行低温随机冰载作用下疲劳裂纹扩展试验的结果,给出了疲劳寿命曲线及其参数.在上述基础上,文章提出了管节点疲劳寿命计算的一种新方法.     

遥感技术对油气田开发中海冰影响的监测——以南堡海域为例

海冰监测是海上生产作业和运输的重要保障之一,遥感技术以其范围大、多时相、快速、准确等特点成为海冰监测的重要手段。采用最新发射的国产卫星HJ-1A/B星CCD数据,对冀东南堡海域2008年11月29日到2009年2月21日的冬季冰情进行全程监测,建立了基于面向对象的信息提取技术的滩海冰情遥感监测快速处理流程,并运用处理流程对南堡海域各时相的影像解译结果进行统计分析,绘制了整个冰期的冰面积变化统计图。根据冰面积变化统计图、各时相海冰分布图,结合历史气象信息进行分析,得出该海域海冰冰期划分结果:初冰期(2008年12月初至2008年12月底),盛冰期(2008年12月底至2009年1月底)及融冰期(2009年1月底至2009年2月底)。此冰期划分结果对正在建设中的南堡4号构造人工岛冬季冰期的安全施工起到了重要指导作用,表明遥感技术能对油田滩海冰情进行及时、全面、准确的监测,是油田滩海工程冬季海冰安全监测实用、有效的技术手段。图5表3参16     

渤海海冰的物理模拟及其对直桩的作用

介绍一种模拟渤海海冰的模型冰———非冻结合成模型冰 ,以及该模型冰材料的性能和相应的试验设备。给出模型冰对直桩作用物理模拟试验的主要结果 ,并利用国内外直桩结构冰荷载经验公式对非冻结模型冰物理模拟技术的可靠性进行验证。     

渤海海冰的物理模拟及其对直桩的作用

介绍一种模拟渤海海冰的模型冰--非冻结合成模型冰,以及该模型冰材料的性能和相应的试验设备.给出模型冰对直桩作用物理模拟试验的主要结果,并利用国内外直桩结构冰荷载经验公式对非冻结模型冰物理模拟技术的可靠性进行验证.     

基于Kriging模型抗冰海洋平台管节点疲劳可靠性研究

以渤海冰情和冰荷载现场观测数据为基础,建立JZ20-2NW海域锥体模型冰力谱。同时利用谱分析方法,对该平台进行冰激疲劳分析。并结合冰疲劳环境荷载及冰力谱函数,提出了相对于冰速、冰厚随机冰载的管节点热点应力幅的近似计算方法——Kriging插值方法。结果表明,Kriging插值方法及疲劳可靠性分析方法合理有效。     

海冰管理系统在渤海的应用

针对渤海湾冬季油气生产受海冰严重影响,提出一套计算机管理系统,该系统中集成了海图、结构报警和预测预报等信息。根据冰区平台的安全性及某一个振动等级下设备和人员的承受能力,计算机系统作出不同等级的报警,为油气田的生产决策提供依据。     

埕岛油田服役中后期海洋平台冰激振动疲劳分析

对埕岛油田服役中后期的海洋平台在动冰力作用下的疲劳强度进行了计算分析,以保证海洋平台在服役期间的结构安全.依据Maattanen自激振动冰力模型,分析了平台结构产生冰激自激振动的条件;基于SACS程序建立了现役在位平台有限元计算模型,进行了平台的冰激振动疲劳分析;探讨了海冰自激冰力和结构振动的响应特性,并比较了平台在不同冰况下的动力响应.结果表明,当海冰引起自激振动时平台结构响应显著增大.最后通过疲劳分析得出平台在服役中后期冰激动载荷下强度满足要求.