冰振下海洋平台上部天然气管线振动分析

渤海辽东湾的导管架平台在海冰作用下会产生比较剧烈的振动。冰激振动除了可引起导管架结构的疲劳破坏，还会引起平台上部管线的疲劳破坏与法兰的松动，因而有必要分析平台在冰振作用下的上部天然气管线振动问题。为此，基于现场监测，建立了管线系统振动力学模型，并采用有限元数值模拟的方法，考虑了管系的复杂支撑、管件、管系设备等因素对管系的影响，计算出冰振下JZ202平台上部主要天然气管系的模态、位移、转角响应及动应力幅值。结果表明，冰振对天然气管线的动态响应有重要的影响，在冰区海洋平台上部管道设计时必须加以考虑，并提出了提高管系抗振的措施。     

基于实测的渤海老龄平台冰振疲劳损伤评估方法

针对现有规范缺乏针对海冰引起的结构疲劳损伤的评估方法与建议,基于实测的老龄平台结构冰振响应特征分析结果,在冰厚、冰速、冰向等方面开展数值模拟,建立平台上部振动响应与导管架热点应力间的数学关系,依据安全寿命分析法提出一种基于现场实测的导管架平台冰振疲劳损伤评估方法。选取我国渤海辽东湾Jz20-2海域某导管架平台进行实例分析,针对不同时段的冰振实测数据,采用本方法确定热点应力标准差、循环次数和相应的疲劳损伤,并与谱分析法得到的疲劳损伤进行对比,验证本方法的合理性。     

基于物联网的海洋平台冰振监测系统

传统的海洋平台冰振监测系统虽然能够准确获取平台振动数据,但存在无法实现数据共享、空间占用率与成本高、可靠性不足、自动化程度低等缺陷,因此,在冰振监测系统的研究中融入物联网的思想,并以集成化、模块化为设计理念研发出海洋平台冰振监测物联网系统。现场实测结果表明,冰振监测物联网系统所测冰振数据传输稳定、精度较高,可为基于冰振监测的相关研究工作提供数据支撑。     

渤海石油平台的冰振及对作业人员的影响

基于对渤海辽东湾JZ202油田导管架平台的冰振响应连续多年测量获得的数据的基础上,根据国家标准中振动影响人身体健康规范的要求,对海洋石油平台在冰激振动下振动对平台上部作业人员的影响进行了定量的分析。通过将分析数据与国家标准的对比显示,现役导管架平台在海冰作用下产生的振动对上部作业人员会产生显著的影响。     

渤海新型抗冰导管架平台研究

根据渤海海洋平台长期现场监测结果,对渤海海域冰与导管架平台相互作用问题进行了系统研究,指出冰激结构振动是目前渤海冰区导管架平台的主要危害。应用冰激导管架平台冰激振动及动冰力研究成果,对新型抗冰振平台设计方案进行了分析。对适用于导管架平台的冰激振动控制装置进行了理论分析与实验研究。在新建JZ20-2NW平台的设计建造中应用了上述研究成果。新建平台现场监测结果分析表明,新型平台比以往平台具有更好的抗冰振性能。     

极端冰况下的导管架平台解决方案

针对在严寒地区海冰对导管架平台结构的冲击这种特殊海况,提出了一种新型抗冰结构形式--正倒三角形简易导管架平台结构,使用模态和冰激理论进行计算机模拟,考虑风载的影响因素,对比新老平台结构进行了冰振反应分析,探讨了这种结构对减轻冰力和结构反应的作用.结果表明能有效地减少冰板对平台的冲击.     

对渤海平台冰振分析方法的商榷

根据对海冰动力作用同地震作用二者性质的对比，以及对目前国内外对近海平台冰振问题的研究及其发展现状的分析，说明现在工程上通用的确定性冰力函数一类方法是符合海冰动力作用特点的，事实上并无必要，也不可能用另一种仅仅是建立在平台冰振响应实测记录基础上的冰力响应谱法来取代它。     

对渤海平台冰振分析方法的商榷

根据对海冰动力作用同地震作用二者性质的对比,以及对目前国内外对近海平台冰振问题的研究及其发展现状的分析,说明现在工程上通用的确定性冰力函数一类方法是符合海冰动力作用特点的,事实上并无必要、也不可能用另一种仅仅是建立在平台冰振响应实测记录基础上的冰力响应谱法来取代它。     

交变动冰载荷对导管架平台上部管线系统的影响

以渤海某油气田WHPA平台为例,采用有限元数值模拟方法研究了交变动冰载荷对导管架平台上部管线系统的影响。冰激振动可以引起较大的平台甲板加速度响应,从而危及导管架平台上部管线安全。在冰区导管架平台上部管线设计中,必须充分考虑冰激振动的影响。对于在建造和在服役的导管架平台,应对上部管线进行振动分析,可以采取加强管线支撑结构和增加管线支撑数量来提高管线系统基频,以避免发生共振现象。     

导管架平台振动响应简化计算方法

针对导管架平台的初始设计阶段,提出了振动响应的简化计算方法。考虑主导管结构和支撑结构,将平台处理为底部固定的自由分布柔性体系,假定平台的质量和刚度沿高度线性分布,考虑导管架的一阶模态振动,采用模态分析方法,建立了导管架的广义振动方程,确定其等效质量、等效刚度和等效阻尼。在此基础上计算34m高导管架平台在波浪、海流及地震作用下的动力响应,并对该方法的适用性进行了讨论。     

导管架在拖航过程中风激振动的计算方法

介绍了导管架在拖航过程中风激振动问题的传统计算方法,并应用SESAM有限元软件建立了平台下部导管架有限元模型,根据相关规范计算了整体结构及焊缝节点在周期性风载荷作用下的累积损伤和疲劳寿命,对导管架等高耸结构在风激振动研究中的计算方法提出了改进。     

锦州9-3油田CEPD平台冰激振动数值模拟

该文针对锦州9-3油田CEPD平台导管架和组块的工程设计,进行了冰激振动分析,包括平台自振特性、平台冰激振动响应及结构强度,并根据不同的甲板位置进行了人员舒适度检验。分析结果可为我国渤海浅水重冰区类似平台结构的冰激振动分析提供借鉴和参考。     

导管架平台的动力分析

介绍了导管架平台有限元动力分析的过程。基于大型通用有限元程序MSC/NASTRAN,对导管架平台结构的动力学特性进行了有限元分析,得到了平台的自由振动特性和结构的动力响应,对导管架平台的设计、建造和安全评估有着一定的参考价值。     

海洋导管架在复杂载荷作用下的动态响应

研究了海洋导管架自由振动及复杂载荷作用下的动力学行为。利用ANSYS软件建立海洋导管架平台三维模型,针对海洋导管架的结构及栽荷特点,将导管架结构离散成空间梁和板有限元单元结构,采用结构模态分析和瞬态完全法,编程计算了平台结构在波浪载荷及冰载荷作用下的动力相应,给出了其自振频率和谐响应,绘制了海洋导管架不同部位的变形随载荷参数变化的特性曲线。结果表明,由于海洋导管架所处工作环境特殊,对其进行静动态校核,甚至疲劳分析是非常必要的。     

有无正倒三角形结构平台的动态分析对比

针对严寒地区海冰对海洋导管架平台结构冲击造成的危害,提出一种新型抗冰正倒三角形简易导管架平台。这种平台由正三角形抗冰结构、倒三角形抗冰结构、铁皮、保护桩、主导管架和支撑桩组成。应用SACS计算软件,采用Maattanen的自激振动理论模型对新型葵花101平台和旧平台的动态响应、基底剪力和力矩等性能数据做了模拟对比分析。分析结果表明,新型正倒三角形结构是一种较好的抗冰结构形式,可有效地防止冰力对平台的冲击,保护平台的安全。     

导管架平台甲板荷载长期监测

本文根据导管架平台的结构特点,采用光纤光栅应变监测技术,实现了导管架平台甲板荷载变化的长期监测。该技术不仅可以监测平台使用过程中的荷载变化,还可以应用于平台建造过程中的结构质量称重与重心测量。     

基于自激冰力的导管架平台冰激振动计算

考虑海冰的自激性质,根据冰力的抗压强度与加载速率之间的关系曲线以及结构振动与冰流速之间的相对运动关系,确定海冰的自激冰力,计算高40m导管架平台的冰激振动响应;提供平台自激振动的一种分析方法,可用于导管架平台的冰激振动预报.     

基于自激冰力的导管架平台冰激振动计算

考虑海冰的自激性质 ,根据冰力的抗压强度与加载速率之间的关系曲线以及结构振动与冰流速之间的相对运动关系 ,确定海冰的自激冰力 ,计算高 4 0m导管架平台的冰激振动响应 ;提供平台自激振动的一种分析方法 ,可用于导管架平台的冰激振动预报     

浅海采油平台振动原因分析及治理措施

针对埕岛油田中心二号生活平台剧烈振动的问题进行研究,通过理论分析、数值计算、模拟实验和现场测试,认为生活平台剧烈振动主要是由于导管架与桩的相对运动引起的。另外,海底冲刷造成导管架泥线处淘空,使导管架在泥线处失去约束,降低了结构的侧向刚度,进而加剧了平台的振动。根据问题产生的原因,采取了灌浆加抛石的治理方案。结果表明,这种方法既消除了导管架与桩的相对运动,又提高了基础的约束作用,最大减振幅度达到89%,实现了预期的减振目标。指出:浅海油田不宜采用直立式非灌浆桩腿导管架平台,平台设计时应考虑淘空的影响,采取相应措施,避免淘空降低平台的侧向刚度。     

基于磁记忆的导管架平台关键构件预检测研究

随着服役年限的增加,导管架海洋平台结构将产生缺陷和损伤。金属磁记忆技术可实现对铁磁性金属构件内部应力集中区的检测,因此可用于对导管架平台结构的应力集中检测。在介绍金属磁记忆检测机理后,将该技术应用到导管架平台结构预检测上,并以CEP导管架平台上部组块为对象开展了应力集中检测。经与超声检测结果对比,验证了金属磁记忆技术在导管架平台结构检测的适用性。研究结果表明,金属磁记忆检测能快速准确地对平台结构进行应力集中检测,其检测结果可为平台年检计划的制定提供依据和参考。