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随着海洋油气钻井向深水领域发展，钻井隔水管的受力越来越复杂，随着水深的增加，钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。为此，文章建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下，隔水管静态分析及动力学分析的三维有限元力学模型，在研究中，考虑了隔水管在外载作用下的小应变大变形和轴向力影响的特点，引入了非线性理论，因而计算结果更加符合实际情况。考虑了隔水管所受的三维载荷，对深水钻井隔水管的变形及载荷分布规律进行了计算分析。对于深水钻井隔水管，水下中间部位的变形最大；而在隔水管靠近水面的位置，其弯曲载荷最大，而现场隔水管失效事故也恰好证实了此研究结果，揭示了深水钻井隔水管失效的力学机理。在弯曲载荷大的位置，应特别注意隔水管的强度问题。文章还分析了风浪流速度、波浪周期、波高等重要的海洋环境载荷对隔水管变形及强度的影响。     

修井机载荷谱的幅值域分析

修井要的幅值域的分析在修井机载荷谱的研究中，占有重要的地位。文中对８００ｋＮ修井机６种工史下的实测载荷历程，５００ｋＮ修井机２４种工况，的实测载荷历程分别进行幅值域分析，获得了载荷值与均值的统计特性参数，并求得各种工况下两者的联合概率密度函数。     

随机波浪载荷的自由表面效应研究

应用非线性谱分析法对随机波浪载荷的自由表面效应进行了研究，提出了一种新的计算模型。研究表明，波峰及波谷处对应的波浪力可用平均总波浪力通过自由表面效应系数得出，并应用数值计算方法，给出了自由表面效应系数相对波高的变化规律。     

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随着海洋油气钻井向深水领域发展，钻井隔水管的受力越来越复杂，钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下，深水隔水管强度分析的三维有限元力学模型，考虑了隔水管在外载作用下的小应变大变形和轴向力影响的特点，引入了非线性理论，使计算结果更加符合实际情况。深水钻井隔水管一般要承受复杂的三维载荷，即波浪力和海流不在一个受力平面上。文章还针对深水钻井隔水管的实际受力情况，重点研究了海底暗流对钻井隔水管强度的影响。并对弯曲载荷分布规律进行了计算分析。研究表明，而在隔水管靠近水面的位置，其弯曲载荷最大。在这些弯曲载荷大的位置，应特别注意隔水管的强度问题。暗流对海洋深水钻井隔水管的弯曲强度产生显著的影响，在进行隔水管强度设计及现场钻井作业中，应特别考虑暗流的存在及其对隔水管强度的影响。     

钻铤螺纹联接处载荷分布规律研究

根据弹性力学理论，通过对钻铤接头螺纹的受力分析，分别建立了上扣扭矩、轴向外载和内外水压力作用下的螺纹载荷计算模型。依据此模型，详细分析了钻铤螺纹的载荷分布规律，提出了改进钻铤接头受力状态，减少应力集中的主要措施。     

输气管道运行压力循环特征的雨流计数分析

对管道运行压力的循环特征进行分析是预测管道疲劳寿命的重要研究基础.鉴于此,基于雨流计数法统计了随机载荷谱中的压力循环,对某管道两个站点出站压力的变化历程进行统计,分析了站点内管道压力循环的幅值、均值、频次占比与损伤占比等.分析结果表明:输气管道压力比大于0.8的压力循环次数均占总循环的90％以上;采集周期对大幅压力循环...     

轴向载荷对海洋深水钻井隔水管力学特性的影响分析

文章建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下,隔水管及底部球接头静态分析的三维有限元力学模型,考虑了隔水管在外载作用下的小应变、大变形和轴向力影响等特点,引入了非线性理论,其计算结果更加符合实际情况。海洋深水钻井隔水管的轴向载荷对其力学特性有显著的影响,因此．在实际钻井作业过程中,隔水管顶部应保持足够的张力,避免隔水管处于受压状态。     

CB244单井采油平台整体结构计算分析

建立了CB244单井采油平台的有限元计算模型,根据平台所在海域海洋环境条件及应具有抵御50a一遇海况的要求,考虑了4种载荷组合工况;对计算模型施加载荷,应用国际通用的结构分析软件Super SAP93对结构的整体位移、强度和稳定性进行了计算分析。所采用的分析计算方法对于同类平台的设计有一定的参考价值。     

结构可靠性动态模型的探讨

将结构所受载荷或应力视为随机过程，运用随机过程及灰色系统的有关理论，建立了结构载荷的灰色预测模型，着重对载荷的灰色预测模型进行了模拟分析，并运用实际载荷进行了预测分析。分析表明，载荷的灰色预测模型具有较高的预测精度，可以用于结构后续时刻的载荷预测。在此基础上，与结构可靠性的干涉模型相结合，建立了结构可靠性的动态模型，并对四川油田某地区在用套管头进行了动态可靠性分析，求出了套管头后续服役时刻的可靠度曲线。     

石油输送管线的疲劳裂纹扩展与寿命预估

用紧凑拉伸（CT）试件，测试了API5LX52管材及焊管接头的疲劳裂纹扩展速率，根据泵站的载荷谱，估算了管线的服役寿命。指出管线运行载荷谱及焊管缺陷对石油管线的服役寿命有重要影响。减少运行中管线的压力波动。消除焊趾缺陷。严格焊管生产的无损检查，对延长管线的服役寿命有重要作用。     

组合载荷下海上风机塔架受力特性数值分析

研究组合载荷下海上风机塔架的受力特性。基于江苏启东海域6 MW海上风机资料，采用GH Bladed软件开展组合载荷下海上风机塔架的受力特性数值模拟，得到以下主要结论：与风载荷作用相比，在风载荷+波浪载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升72.0%，峰值弯矩提升8.3%；波浪载荷对基础所受剪力和弯矩的影响显著，在相对波高为4时，基础底面所受相对剪力和相对弯矩分别为3.04和1.44；与风载荷作用相比，在风载荷+地震载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升76%，峰值弯矩提升21%。研究成果可为启东海域海上风机设计及施工提供理论支撑。     

用风速单参数谱法估算海洋石油钢结构腐蚀疲劳寿命问题的探讨

本文是以断裂力学方法为基础来估算海洋钢结构构件腐蚀疲劳寿命的,其中考虑了各种海况的出现概率以及随机载荷的应力幅、应力比和加载频率对构件疲劳损伤的影响.本文介绍了ASTMA537钢试件在海水介质中的腐蚀疲劳实验,并确定了此种钢材的腐蚀疲劳特性参数.本文还介绍了用风速单参数海浪谱来估算构件在各种海况下的应力谱的方法.最后导出了腐蚀菠劳寿命的估算公式.     

基于OrcaFlex的水下采油树钻杆下放影响因素敏感性分析

针对东方1-1气田的海况,基于OrcaFlex专业海工软件建立平台钻杆下放采油树的仿真模型,研究了水下采油树在下放过程中钻杆的受力情况,以及采油树的运动响应问题。研究结果表明:在钻杆受力方面,下放过程中所受到的Von Mises应力以及弯矩都主要集中在钻杆上部靠近钻杆顶端处,在钻杆与采油树连接处有较小的应力集中和弯矩。在敏感性参数分析方面,风速对下放过程钻杆受力、弯矩以及水下采油树的运动响应影响很小; 海流流速、浪高、海况的方向角度对其影响较大,其中海流流速和浪高都是正影响; 不同的海况方向角度对钻杆的受力和采油树的运动响应有不同程度的影响。研究结果将对国内水下采油树的安装提供一定指导作用。     

深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究

采用确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报三种不同方法对深水半潜平台波浪栽荷计算进行研究。综合考虑了波陡、海域、回复期、波浪谱形式等因素对设计波结果的影响,对不同方法的计算结果进行了对比分析。针对南海海域工作的深水半潜平台波浪载荷计算方法提出合理建议,分析结果可为同类半潜平台波浪裁荷计算提供参考。     

冰载荷作用下半潜式平台动力定位能力分析

为分析半潜式平台在冰和风浪流共同作用下的动力定位能力,使用有限元软件LS-DYNA建立冰载荷数值模型,以半潜式平台为对象,得到不同迎冰角下的冰力时程曲线。基于自主开发的动力定位能力分析程序,将冰载荷纳入环境载荷进行计算并绘制平台在碎冰区的动力定位能力曲线。观察平台在工作海况下的作业窗口,发现碎冰场的冰载荷对平台的动力定位能力有较大影响,尤其当艏向在[30°,60°]时影响最明显。结合推进器失效工况对平台动力定位能力进行评估,提出平台遭遇碎冰场时的动力定位方案和对推进系统设计的建议。     

新型FPSO IQFP的水动力性能研究

为了进一步论证新型FPSO IQFP的水动力性能,根据一个优化的IQFP工程设计实例,应用三维势流理论的源汇分布法,建立水动力计算模型,进行IQFP浮体的频域波浪力和运动响应的数值计算分析,并与相近吨位的船型FPSO进行比较。研究结果表明,IQFP的横荡、横摇和垂荡固有周期与百年一遇谱峰周期相差3 s以上,有效地避开了波浪能量集中的频域范围,避免了结构与海浪集中的频率发生共振,因此IQFP可以与作业海域极端环境条件相适应;由于长宽尺寸相同且平面轴对称,所以IQFP不仅能有效降低建造难度和成本,而且只需用横摇/纵摇、垂荡和横荡/纵荡3个自由度来描述其运动响应,大大降低了计算分析的难度。     

深水半潜式钻井平台总体强度分析

以某新型第六代深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,进行了自存、作业等装载情况下21个波浪工况的波浪载荷预报,并建立三维有限元模型完成了平台结构总体强度分析。结合波浪载荷预报及结构分析结果,提出了计算工况选取原则及控制总体强度的关键因素,可为今后深水半潜式平台的结构设计、总体强度分析、选取疲劳强度典型节点及形式优化提供参考。     

近海风电机组单桩式支撑结构载荷和动力响应的研究

近海风电机组的支撑结构承受风机载荷和风、浪、流等环境载荷的作用。基于动量-叶素理论得出发电机的控制策略,根据随机瞬时风速序列和发电机运行状态计算了近海风电机组单桩式支撑结构所受的风机载荷和风压作用,并通过Morison公式计算了浪流联合作用对支撑结构的载荷。用ABAQUS软件对支撑结构和海底土层建模,通过振型叠加法计算结构的动力响应,求出了结构顶端位移和速度以及结构最大应力的时间历程,并研究各种载荷对结构的影响。结果表明,风机载荷是结构动力响应的关键影响因素。