基于声发射的导管架海洋平台结构健康实时监测研究

海洋平台在长期服役过程中受环境载荷及各种作业的影响,结构可能发生不同种类的损伤,因此进行结构健康监测对保障平台作业安全具有重要的工程意义。该文将声发射技术应用到导管架海洋平台上部组块结构损伤实时监测中,以CEP导管架平台为研究对象,研究适合工程现场的监测方案,提出基于检测数据的结构健康评定方法,通过对比存在不同程度缺陷的救生艇支架验证声发射技术在海洋平台结构健康监测的适用性。研究表明,声发射检测能实现活动性损伤进行定性评价,可对关键承载结构的健康状态进行长期监测。     

基于状态反馈的海洋平台TMD振动控制技术研究

研究了随机波浪栽荷作用下海洋平台的TMD振动控制,建立了TMD-海洋平台振动模型,从TMD能量分析的角度对TMD参数进行了优化设计;同时将状态反馈引入系统,依据结构响应的反馈信息确定控制力．运用极点配置法,选取适当的反馈增益K,从而进一步达到控制结构振动的目的。     

油气储罐缺陷的声发射无损检测定位精度优化

为实现油气储罐罐体损伤部位声发射信号源的精确定位,提出一种优化定位方法。该方法对基于时差定位算法主要影响因素(噪声干扰、信号衰减、波速变化、传感器布置以及尺寸效应等)的影响机理进行理论分析,然后找到声发射源定位算法与各影响因素之间的对应关系,完成相应源定位参数的优化设置,最后以罐体部分区域为研究对象,分别对源定位参数优化设置进行对比试验验证。实验结果表明,该优化定位方法通过对各影响因素对应的参数优化设置,能有效地减小油气储罐中声发射源定位的误差,提高其声发射源的定位精度,为反演声发射源提供了一种有效途径。     

海洋石油平台健康监测研究方法与进展

海洋平台结构是海上石油开发的重大基础性设施,所处环境十分复杂恶劣,对其进行有效、可靠、实时的健康监测,确定损伤位置和损伤程度,估计其残余寿命是非常重要的。文章综述了国内外在海洋平台健康监测方面已取得的成果:基于测试固有频率的方法、基于模态的方法、基于频率响应函数的方法、小波变换方法、经验模式分解方法、人工智能方法,介绍了这些方法的原理、应用现状及其进展情况,指出将构件损伤定位技术融于海洋平台体系的检测之中,并结合其他各种相关信息和有效的损伤识别定位方法如局部检测方法,是海洋平台健康监测的研究方向。     

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.     

储罐底板声发射安全检测技术研究

简单介绍了声发射检测原理及声发射源定位方法,并且采用声发射检测技术,对5×104 m3常压储罐底板进行了声发射在线检测,在对储罐进行资料审查和现场勘察的基础上制定了声发射检验方案,确定了传感器数量、安装位置并调试了检测仪器。检测结果表明底板出现轻微腐蚀,且有局部集中的现象。通过分析超声波测厚开罐检验罐底的实际情况,表明声发射检测技术可以对储罐的安全生产进行监控与评价。     

海冰撞击下平台减振的预测控制方法

应用前馈加反馈的复合预测控制方法研究海冰激励下的平台振动主动控制问题.利用在线测量的冰力数据,通过AR自回归模型可以建立起时变系数的海冰激励模型,并预测海冰激励.将此模型与包括AMD的海洋平台系统离散化模型构造增维的状态空间模型,然后可根据线性离散二次最优调节器理论计算前馈控制力与反馈控制力,两者迭加求出主动控制力,实现对平台振动的最优控制.控制系统仿真结果表明所提出的主动控制方法可以有效地抑制海洋平台的冰激振动.     

气体阀门内漏声发射信号特征提取方法研究

针对石油石化装置气体管道阀门内漏难以检测和量化分析的问题,采用声发射技术对气体管道阀门内漏现象进行在线监测。在小直径阀门室内实验装置和大直径阀门室外模拟装置上,利用声发射特征参量的时域变化情况实现不同压力工况下阀门内漏状态的在线检测,得到不同工况下泄漏量与声发射特征参量的对应关系,并利用傅里叶变换和小波包分解等时频分析方法,在频域角度得到了能够表征内漏状态的特征频率信息,实现了复杂背景噪声下阀门内漏声发射信号的有效提取。实验结果表明,采用的信号特征提取方法能够从时频角度有效得到气体阀门内漏声发射特征信息,进而实现内漏状态的有效检测。     

气固流化床分布板死区的声发射检测

在φ250 mm 的流化床中,采用空气-聚乙烯颗粒体系和3种不同结构的气体分布板进行流化实验,通过声发射检测装置采集气体分布板下方不同位置的声信号,分别考察了3种小同结构的气体分布板上流化死区的存在情况与位置分布。实验结果表明,分布板局部的声信号平均能量可以反映对应位置的颗粒活跃程度,定义了颗粒活跃程度指数 R_i,并提出以 R_i=0.6作为流化死区存在的判据。声发射技术能有效地检测流化床分布板上的流化死区,对分布板的设计以及工业生产的故障监控都具有积极的意义。     

水压致裂室内模拟实验的声发射观测

本文介绍了水压致裂室内模拟实验的声发射观测结果,指出了水压致裂的裂缝扩展是一个不连续的过程;微观破裂源与宏观破裂的分布大体一致,都出现在最大水平主应力方向上;线破裂源法向上的声发射辐射强度较大;观测到的辐射信号通常以S波较强;完整岩石的压裂通常都有明显的声发射发生;但声发射强度与破裂压力的对应关系不明显.上述实验的结果可以做为野外实际观测的参考.     

水听器应答器一体化设计

水下定位技术可以快速准确地确定海底传感器的具体位置，广泛应用于海上高分辨率地震勘探和海上浮式生产平台的永久性定位。文章介绍了水下定位系统中水听器应答器一体化设计，阐述了应答器各部分声信号、磁信号、电信号的工作原理及其应用。     

基于可靠度的导管架海洋平台结构优化设计研究

根据导管架平台结构可靠性指标及功能要求的不同,建立了基于构件可靠度的平台优化设计模型和基于体系可靠度的平台优化设计模型。探讨了导管架平台结构主要失效模式和平台结构期望失效费用的确定方法,对平台构件及结构体系可靠性指标进行了灵敏度分析,给出了平台结构可靠性优化设计流程。以胜利油田埕北11号井采油平台为例进行可靠性优化设计,并与确定性优化设计结果进行比较,算例结果显示确定性优化设计很难对平台结构的风险水平加以控制,基于体系可靠度的平台优化设计能在平台结构的安全性与经济性之间选择一种合理的平衡,使平台的设计风险透明化,力求以最小的投资风险,使平台完成预定的功能,获得最大的经济效益,因此,进行可靠性优化设计是非常必要的。     

固定式平台抗震分析若干问题探讨

固定式海洋石油平台结构分析必须考虑抗震问题,但目前我国海洋石油平台抗震分析尚没有适用的规范,使得抗震分析采用的标准不统一,同时分析结果也比较保守。文中对固定式平台抗震分析中存在的问题进行了分析,并对平台分级、地震荷载重现期的选取,以及平台强度和韧性的计算方法、判断标准等问题进行了探讨,并建议尽快制定出适应我国实际情况的平台抗震标准。     

导管架平台鲁棒性性能研究

鲁棒性是结构安全需重点关注的问题之一。导管架平台作为进行海上油气资源勘探开发的主要设施,应在设计阶段考虑足够的结构鲁棒性。此文确定了基于Pushover非线性分析原理计算导管架平台结构鲁棒性的方法,明确了导管架平台的结构鲁棒性评估指标,建立了导管架平台结构鲁棒性评估流程。以东海某导管架平台为例,针对不同的结构损伤模式,进一步探讨了结构的冗余度,计算求解结构鲁棒性参数,并通过剩余影响系数（RIF）评估了平台鲁棒性。研究结果表明,腿杆件、水平杆件以及斜杆件三种损伤失效模式中,损伤平台的结构鲁棒性由高到低依次为:水平杆件损伤失效、斜杆件损伤失效及腿杆件损伤失效。RIF可以用来识别结构杆件的重要性,从而为平台结构设计或定期检测提供重要参考。     

雷卡定位技术在平台导管架海上就位中的应用

从承建施工的角度出发,认真分析采油修井一体化平台基础部分的结构特点和海上施工的难点,介绍如何引进当今较为先进的雷卡定位技术,实现导管架的海上准确就位,为一体化平台的投入使用奠定了坚实的基础。     

固定式海洋平台与扩展结构上部组块连接形式地震动力研究

针对固定式海洋平台上部组块与外扩平台上部组块之间连接方式,采用ANSYS有限元分析软件,进行了地震动力研究。研究表明,两种连接方式均能满足平台结构安全需要。     

海洋平台声光标示系统设计应用及优化

根据成功建造完工交付的自升式风电平台、多功能服务平台和居住平台、钻井平台等多型海洋平台项目实际应用情况,从声光标示系统和设备的设计、布置、安装、采购等方面,总结提高系统完整性、优化防爆设备选用、改进太阳能光伏板设计、优化设备安装位置及型式等。研究结果不仅可为海洋平台、海上浮式结构物、海上固定式结构物等项目提供借鉴,也可为部分船舶类项目提供参考。     

海上气井井下油套管泄漏检测与堵漏技术及其工程实践

海上气井井下油套管泄漏无法及时诊断将会引发环空带压,是海上油气生产安全的重要问题.针对井下油套管泄漏诱发的声波在井筒环境条件下的传播机理、泄漏信号远程探测方法、漏点准确定位方法和多源信息融合的泄漏状态评估方法研究,研发了海上气井井下油套管泄漏检测系统.新研发的油套管泄漏检测系统在东海某平台进行了 2井次的井下油套管泄漏...     

基于实验研究的油气钻采水平两相流管道泄漏声发射检测

气液两相流管道在油气钻采、运输中应用广泛,但对其泄漏检测的研究较少.本文通过搭建水平气液两相流泄漏实验系统,利用声发射(AE)检测原理对气体压力、流型、泄漏孔径、泄漏位置等因素对泄漏声发射信号的影响进行了实验研究,提出通过经验模态分解(EMD)去噪并用小波包分解(WPD)提取声发射信号特征输入BP神经网络进行泄漏存在性...