海底悬跨管道地震作用下水动力模型的数值分析

提出地震作用下海底悬跨管道周围流场变化的计算方法,并基于海底悬跨管道水下振动台模型试验条件,建立有限元离散模型,开展试验工况的数值仿真计算,验证了海底悬跨管道地震作用下流体动力分析模型的可行性。并借鉴波流作用下海底管道水动力计算的Morison方程,开展了地震作用下水动力系数影响因素和规律的数值仿真研究。     

波流耦合作用下的立管涡激振动分析研究

利用有限元软件ABAQUS中的AQUA海工模块对立管进行了数值模拟计算.在分析计算过程中,利用Morison方程求出波流耦合力,然后将水动力载荷由流场传递到立管进行动力分析.在频域和时域的振动分析中,每一步的计算结果作为下一步的初始条件进行迭代分析.分析结果表明,经过数次迭代立管的模态响应更加接近实际情况.     

水深对半潜式平台运动响应及设计波的影响

该文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,在不同水深情况下运用挪威船级社开发的SESAM程序,对半潜式海洋平台进行了水动力分析。依据有条件的建模方法（CMA）和一次逆可靠度方法（IFORM）确定百年一遇波高一周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况,用于平台进行水动力分析和短期预报。对某半潜式平台在不同水深下进行了运行响应分析和纵向剪切力等六个波浪载荷分析预报,计算了平台结构极限强度分析的设计波。     

酸化期间基于BP神经网络法的井底压力计算

为解决酸化期间井底压力直接获取难度大、常规计算方法计算精度低的难题,建立了一种基于BP神经网络法的井底压力计算方法 :根据井底压力计算多参数输入、单参数输出的特点,搭建出基于误差反向传播、正向反馈的三层结构模式的BP神经网络;利用历史井施工数据(井口压力、井底压力、流量、管柱尺寸、流体性质)在神经网络上开展训练,获得井筒摩阻系数计算的网络矩阵;后期把地面酸化施工数据输入该网络矩阵即可计算出井底压力数据。分析表明利用神经网络法计算井底压力最主要的影响因素是液体排量和液体性质,另外历史训练数据覆盖范围和数据量决定神经网络的适应性和计算结果精度。利用川渝气田灯影组15口酸化井历史施工数据开展训练,获得了适应于该区域气井井底压力计算的BP神经网络,并开展了4井次现场应用,与实测井底压力对比,最大误差7.8%,相比于常规井底压力计算模型(误差20%左右),精度得到大幅提升。     

齿条对桁架腿水动力特性影响的试验研究

齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动力系数两方面分析齿条结构对桁架腿水动力特性的影响。研究结果表明,齿条结构的存在使得桁架腿的波流载荷和水动力系数有不同程度的增大。因此,在平台设计过程中齿条结构对桁架腿水动力特性的影响不可忽略。所得结论可为自升式海洋平台波流载荷的计算提供数据支持。     

遗传BP网络在洛带气田测井解释中的应用

应用遗传算法(GA)对BP网络进行了改进，提高了BP网络的收敛速度和全局寻优性能，并在此基础上，利用多种测井数据及岩心描述资料作为网络模型的学习样本，以测井解释渗透率等参数的神经网络模型为例，通过网络的学习、训练，建立了神经网络模型。并应用此模型定量计算了多个井段的物性参数值，与常规物性参数计算结果相比，表明GA—BP的解释结果及精度均令人满意，取得了良好的实际应用效果。     

淡化系数方程在稠油水淹层测井评价中的应用

稠油水淹层为蒸汽吞吐开采，地层压力下降，地层水因蒸汽注入而淡化。由于稠油在井下保持凝固状态，用常规产水率来判别水淹层的方法在稠油层无法使用。本文用淡化系数方程求剩余油饱和度，用建立的过滤电位方程对ＳＰ曲线进行校正，然后利用校正的数据计算地层混合液电阻率。该模型共处理几十口井，水淹层解释符合率达８４．６％，填补了稠油层的水淹测井解释在国内的空白。     

基于人工神经网络混合油品粘度预测模型研究

在分析前向BP神经网络基本原理的基础上,对3种混油建立了人工神经网络混油粘度预测模型,该模型结构为1-7-1的三层BP网络模型。运用实测数据对BP网络进行训练和仿真。结果表明,三种模型预测误差全在2.5%以内,比前苏联学者提出的混油粘度计算公式——克恩达尔-莫恩罗埃公式和兹达诺夫斯基公式更具有计算精度高、适用性强的特点,可完全满足工程实际需要。     

规则波作用下冲蚀固床上海底子母管线数值研究

该文采用三步有限元法离散二维雷诺平均N-S方程,并通过Wilcox k?ω湍流模型来封闭控制方程,构建了二维数值波浪水槽模型。基于该数值水槽,研究了底床上冲蚀坑的存在对海底子母管线的水动力荷载的影响,并分析了冲刷坑相对深度的变化对子管、母管以及子母管系统的拖曳力系数、惯性力系数、升力系数的影响。研究结果表明,冲蚀坑的存在使得管线的水平力和升力幅值比平底地形时的情况有所减小,并且随着冲蚀坑相对深度的增大,母管的拖曳力系数呈现先增大后减小直至稳定的趋势,惯性力系数则不断减小直至稳定,而冲蚀坑相对深度的变化对子管水动力系数的影响很小。     

确定产水气井流入动态关系的新方法

当地层为单相气体渗流时,气井二项式产能方程系数A、B中的渗透率为地层渗透率;当地层为气水两相流动时,则系数A、B中的渗透率为气相渗透率。为确定产水气井的产能方程,基于气体地下稳态渗流理论建立的产能方程,在没有产能试井资料的情况下,提出了利用产水气井生产动态参数确定产水气井流入动态关系的新方法。该新方法主要包括：首先根据垂直管气水两相流压力计算方法,结合产水气井动态参数,确定对应的井底流压;进而利用初期不产水时的不稳定试井解释成果,结合目前的生产动态资料及压力资料,确定对应的气相渗透率;最后,根据确定的气相渗透率,结合产水气井气相二项式产能方程,确定产水气井流入动态关系。利用该新方法对产水气井进行了实例计算,分别获得了不产水及产水情况下的二项式产能方程。计算结果表明,气井产水使得二项式产能方程系数A、B变大,气井无阻流量大大降低。     

规则波与不规则波作用下刚架式网箱水动力性能

为深入了解海水养殖，研究网箱在不同波浪作用下的受力运动特性，基于Morison方程，采用海洋工程水动力软件OrcaFlex建立波浪作用下网箱的运动响应数学模型，对其进行水动力性能分析。针对刚架式网箱的实际尺寸参数，在波高H=1.3 m和周期(T=6、7、8 s)条件下，对浮架与网衣连接点的有效张力、网箱容积剩余率和锚绳力进行数值计算。结果表明：在规则波作用下网箱的浮架与网衣连接点受力和锚绳力相对较小；在不规则波作用下变形更严重，剩余容积率较小；在规则波和不规则波作用下，波浪周期的增加将减小浮架与网衣连接点的张力和锚绳力。     

托管架/起重机联合工作状态下的起重铺管船水动力性能

研究某起重铺管船尾部托管架和起重机在波浪中联合工作状态下的水动力性能。利用水动力分析软件，采用基于势流理论和莫里森经验公式的数值方法，分别针对该船在有/无托管架联合作业状态和起重机有/无钩载状态下的水动力性能进行频域内数值分析。通过对比得到在实际起重作业海况下托管架对该船垂荡、横摇和纵摇运动响应的影响。结果表明，托管架对该船在波浪中的运动性能起到积极的作用。所作研究为以后本船在实际工程中采用这种新型作业模式提供指导。     

自升式钻井平台就位过程桩腿触底分析

研究自升式钻井平台在就位状态桩腿下放过程中的动力响应特性,针对桩腿下放平台漂浮状态,研究波浪载荷作用引起的平台动力响应。以某自升式平台为例,采用三维势流理论和Morison公式,运用SESAM软件,建立了精细的几何模型、面元模型以及Morison模型,在频域内计算了结构的波浪载荷和运动响应的传递函数,并对平台运动响应进行了短期统计预报,确定了平台可能发生触底的桩腿下放高度及海洋环境参数。     

杆系结构风激响应及谱分析

基于脉动风的基本理论和Davenport风荷载功率谱,提供了在频域内杆系结构迎风风激响应的计算方法。应用Morison方程确定风荷载,同杆系结构耦合求解其各阶振动的频率响应函数,并根据线性系统特性计算结构的位移谱。给出不同参数的杆式结构在各种风速作用下的位移图谱,可供工程应用参考。     

3000米深水半潜式钻井平台运动性能研究

应用SESAM程序系统研究了4种深水半潜式钻井平台的运动性能。首先建立深水半潜式钻井平台的三维水动力模型,然后采用Morison公式和势流理论相结合的方法进行计算分析,获得了半潜式钻井平台运动响应的传递函数和固有周期。在此基础上,结合我国南海海况资料,应用频域分析法对深水半潜式钻井平台运动响应进行了短期预报。研究结果对深水半潜式钻井平台船型的选择有参考意义。     

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。     

浮式直立圆柱体水动力系数研究

采用特征函数展开法及边界匹配法求解流场各子区域速度势的展开系数,给出了两种水深半径比情况下浮式直立圆柱体的水动力系数,讨论了所取截断项数对计算结果的影响,所需最少截断项数取决于水深半径比和吃水半径比。     

Spar平台垂荡板强迫振动水动力特性试验研究

采用强迫振动试验的方法,对Spar平台垂荡板不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和阻尼系数进行了研究,对不同板厚板宽比和不同边缘形状垂荡板的水动力特性进行了比较分析,结果表明板厚板宽比对垂荡板水动力性能影响较大,而板的边缘形状对其影响很小。三块垂荡板的多板试验结果与单板试验结果比较,得到了垂荡板水动力系数随板间距的变化情况,研究成果对实际工程中垂荡板的优化设计具有一定的指导意义。