大型绞吸挖泥船钢桩台车固桩夹具设计研究

钢桩台车系统是目前大型绞吸挖泥船非常重要的一种定位系统。绞吸挖泥船在施工作业时,钢桩的升降是一种出现比较频繁的工况,而固桩央具是钢桩台车升降系统的关键部件,其可靠与否将直接影响整个台车系统的安全性。该文以重型固桩夹具设计为研究目标,通过夹持力计算模型确定夹具固定钢桩所需的最小油缸拉力,利用非线性有限元分析方法对固桩夹具的工作过程进行仿真计算分析,并对其结构强度及应力分布规律进行讨论,研究结果可为类似的夹具设计提供参考。     

深水钢桩起吊下放运动特征分析

桩基的安装精度对海洋平台安装及漂浮式平台在位性能的影响非常大.以南海深水大型导管架及其钢桩为研究对象,采用Orcaflex软件模拟分析了钢桩在不同水深的运动特征,研究了影响钢桩运动和就位精度的关键因素.结果表明,因钢桩质量达数百吨,运动计算分析结果表明钢桩起到一定的锚定作用,尤其是当钢桩下放至接近泥面时,桩尖及桩顶水平...     

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。     

ANSYS/LS-DYNA在海洋平台打桩拒锤分析中的应用

在导管架平台打桩过程中,由于施工条件或土壤特性突变等因素的影响会出现拒锤现象。拒锤时桩锤的动能几乎全被钢桩本身吸收,需对桩身的安全性进行分析。文章利用ANSYS/LS-DYNA软件对桩体进行动力冲击分析,通过软件建立桩的分析模型,对拒锤时桩的受力状况进行模拟,得出桩的应力分布及变形曲线。结果表明,ANSYS/LS-DYNA能很好地计算出打桩拒锤时桩的应力分布,为工程优化设计提供依据。     

ANSYS软件在文昌LMU结构设计中的应用

桩腿耦合缓冲器(LMU)通常由钢结构、水泥和橡胶材料组合而成。LMU在设计过程中,必须考虑橡胶材料的大变形、橡胶-钢的接触和摩擦问题,同时具有几何、材料和边界三种非线性。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了文昌LMU三维整体结构模型,并通过合理的假设与简化进行大变形非线性静态分析,着重对其钢与水泥结构设计和强度计算,为LMU的结构优化设计提供参考。     

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。     

单桩腿有限元分析

为保证桩腿在冬季冰区海域的安全使用,对桩腿结构进行冰载荷作用下的强度分析。应用ANSYS软件建立桩腿、地基、冰相互作用的仿真计算模型,实现桩腿的力学分析。对桩腿进行了强度校核,计算出冰载荷作用下桩腿的变形及其应力状态。计算结果表明,桩腿在此冰载荷作用下强度满足安全要求。     

大型储罐钢穹顶稳定性分析研究

大型储罐穹顶大部分采用钢穹顶结构或钢穹顶与混凝土穹顶的组合结构。现有大型储罐的直径已经达到70～100 m,不管采用何种结构形式,钢穹顶的稳定分析都是重中之重。文章采用国际通用有限元分析软件ABAQUS,对某项目储罐的钢穹顶进行了材料和几何的双重非线性稳定分析,并且对不同设计参数的分析结果进行了对比,希望这些对比的结论能够对类似工程有一定借鉴作用。     

荔湾3-1平台水下桩基动力检测技术的应用

荔湾3-1中心处理平台位于水深189.5 m处,平台基础为带16根桩的群桩结构,每根钢桩质量754 t、直径2743 mm、长度158 m、入泥深度135 m、设计承载力130 MN。该桩基工程具有土层地质条件复杂、施工难度大、工程造价高等特点,在钢桩的结构设计、桩可打入性分析及具体打桩施工过程的监测方面面临很多问题。为保证荔湾3-1中心处理平台钢桩的顺利打入,需要进行水下桩施工检测,检测施工过程中钢桩的受力状态、打桩锤的效率传递等,以期获得真实可靠的桩基承载力数据。采用的桩基高应变动力检测技术和检测结果有效地指导了现场施工,并为类似水下钢桩动力检测提供了宝贵经验。     

VBA程序在平台桩靴屈曲分析中的应用

基于屈曲分析理论,以400英尺自升式钻井平台为研究对象,分析大尺度桩靴结构板材的屈曲强度。利用SESAM软件,建立桩靴结构有限元模型。参考ABS规范,选取最不利工况,并通过自编VBA程序,对桩靴受压板材高应力区进行屈曲分析。研究工作保证了海洋平台桩靴设计的安全性,并提供了屈曲强度的快捷计算方法。     

地锚桩安装位置与井架极限承载能力研究

在对修井机井架进行安全评价时,大部分研究者极少考虑到井架结构的承载能力与地锚桩之间的关系。为此,利用ANSYS软件建立井架-绷绳-地锚桩系统有限元分析模型,对地锚桩绷绳固定的理想修井机井架进行线性屈曲分析和双重非线性分析,以评定井架结构极限承载能力。以桩基础安装位置作为变量,并利用参数化编程方法,分析地锚桩位置与修井机井架极限承载能力的关系,进而得出井架承载能力的分布规律。该项研究结果可为井架现场施工提供理论依据。     

高106.68m自升式平台的桩靴强度分析

桩靴是自升式平台的主要支撑构件,其结构强度影响着平台的安全。结合某结构高度106.68 m平台的桩靴参数,通过必要简化,利用有限元分析软件ABAQUS建立了该桩靴的有限元分析模型,并对结构在预压载、偏心、风暴工况条件下的强度进行计算。通过评估桩靴屈曲和后屈曲失稳以及屈服引起的塑性破坏情况来进行强度分析,并依据规范进行校核。还研究了在预载工况LC1中,各个构件应力最大处板的屈曲对于结构构件的影响。所得结果可为其他桩靴强度计算、屈曲分析提供参考,并可为桩靴的优化设计提供可靠依据。     

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。     

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。     

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。     

大直径过渡砧铁结构优化设计

介绍了水下液压打桩锤适应更大直径钢桩作业的改造方案,利用Ansys对改造的关键部件过渡砧铁的结构进行了优化设计并完成了最终结构尺寸的确定。     

海洋平台桩腿焊缝裂纹扩展分析

提出了利用三维断裂分析软件模拟海洋平台桩腿焊缝裂纹扩展的一种新方法。简介了断裂力学的基本理论,并基于有限元软件对桩腿焊缝进行了断裂参数分析。将风载、波浪载荷简化为扭转载荷、海水压力载荷,建立了某平台桩腿全局模型和含初始裂纹的子模型,提取出裂纹前缘的应力强度因子,并结合裂纹扩展最大正应力准则进行了裂纹扩展分析,实现了裂纹扩展的模拟。模拟结果为结构的疲劳寿命评估打下基础。     

桁架自升式钻井平台桩腿结构在位分析

介绍了建立桁架白升式平台有限元模型的过程,对关键部位(主船体、桩腿与主船体的连接部位、桩靴和土的相互作用)的模拟方法进行了阐述,给出了非圆形截面桁架式桩腿水动力系数、惯性力和P-Delta效应的计算方法.利用SACS软件对某桁架自升式钻井平台桩腿结构进行了在位分析,得到了环境栽荷、惯性力、桩靴反力和桩腿构件的UC值,结...     

三层包覆防护技术在冀东油田海洋钢桩防腐修复中的应用

冀东油田滩海地区的人工岛从建成投用至今约有10年时间,2016年和2018年对人工岛登陆点(含引桥和码头)几百根钢桩进行了检测,发现有一定数量的钢桩原有防腐涂层脱落,钢桩本体出现了较严重的腐蚀,因此在2018年对冀东油田4座人工岛的登陆点钢桩采用三层包覆防护技术进行了防腐修复。具体介绍了三层包覆防腐修复的施工工艺、施工过程及施工效果,阐述了质量控制措施和水下桩段施工方法。实践结果表明修复效果良好,该方法特别适用于在役海洋钢桩的防腐及防腐层修复。     

海洋石油平台水下夹桩器本体结构分析

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。水下夹桩器本体焊接在导管架上，支撑夹桩器液压缸。在水下夹桩器本体设计中，采用有限元法完成了对本体强度和刚度的结构分析；建立了有限元分析模型，用ANSYS软件进行结构分析，得到了分析结果，并将该结果与理论计算结果进行了比较，验证了有限元分析技术的有效性。设计结果满足工程要求，为改进和优化结构提供了理论依据，节省了分析计算时间。