导管架平台结构分析中基础边界条件的影响

提出正压冲固平台有限元计算模型中基础边界条件的一种简化方法,即将2个水平方向的扭转自由度简化为扭转弹簧边界元,将其余自由度简化为固定约束,通过计算、分析得到不同边界约束刚度系数的取值对平台总体位移和强度校核应力的影响及变化趋势,为进一步研究分析正压冲固平台结构提供支持.     

正压冲固平台单桩竖向动力阻抗的计算

对正压冲固海洋平台的单桩竖向动力阻抗的计算进行了研究，基于动力Winkler动力地基理论提出简化计算方法，把正压冲固后的软土地基及桩基分别作为复合地基和复合桩基础进行等效，给出等效简化计算方法，并最终计算出层状复合地基上平台的单桩竖(轴)向阻抗．实际算例表明该方法可靠。     

正压冲固海洋平台的地震分析

对正压冲固平台这一新型的浅海海洋平台进行地震计算。将正压冲固基础简化为动刚度一阻尼系统,采用振型叠加和响应谱分析法,并根据《海上固定平台入级与建造规范(1992)》,计算了结构的最大可能位移响应;同时计算了延长六倍桩径后底端固支的模型。计算结果表明,后者由于没有考虑基础的刚度和阻尼特性,偏于保守。     

正压冲固基础海洋平台冰激振动动力响应

正压冲固基础海洋平台是一种新型平台桩基结构形式。采用三维有限元的数值分析方法,建立了正压冲固平台的三维有限元模型。基于冰激强迫振动理论提出动冰载荷的计算方法,根据海冰破碎长度和冰速确定冰载周期,冰强度限制的水平冰力作为冰力峰值,得到的动冰载荷用于正压冲固平台的动力响应分析,并依照规范计算了6倍桩径处刚性固定时的动力响应。三维有限元方法计算得到的动力响应大于6倍桩径刚性固定时的计算结果,结构安全性评估偏于安全。     

海洋平台往复式压缩机橇振动分析边界选取的探讨

以某海洋平台往复式压缩机组为例,通过ANSYS软件对比分析往复式压缩机橇不同约束边界条件下振动响应。分析结果表明:在以海洋平台组块腿为边界基准,以海洋平台立柱为边界,其振动分析结果误差较小,且计算量较小,可为海洋平台往复式压缩机橇振动分析边界的选取提供参考。     

基于人员感受的海洋平台冰振动力可靠性分析

基于首次超越破坏机制的理论,对海洋平台冰振引起的人员感受的动力可靠度进行分析。利用非线性静力Pushover方法将复杂的海洋平台结构简化为等效的单自由度非线性体系,建立了单自由度非线性体系的动力可靠度模型。分别采用Poisson过程法和Markov过程法,对渤海湾的JZ20-2 MSW平台在冰振下的人员感受可靠度进行了计算。     

复杂行星机构自由度的简算

文章在平面机构自由度计算公式的基础上,推导了计算复杂行星机构自由度的简化公式W=n_0-N。利用这个公式计算复杂行星机构的自由度时,只要清点一下基本活动构件数和简单行星机构数即可。文章还用实例说明了简化公式的用法。     

未覆土高陡边坡输气管道的应力分析

敷设在高陡边坡上的输气管道,在未覆土试压时,可能发生管道下滑和应力超限.为了安全配管,基于CAESAR Ⅱ建立了未覆土高陡边坡输气管道的应力分析模型.模型中以管土间的摩擦力和向上的支撑力考虑土壤约束,通过比选三种不同的简化边界条件,确定了坡道两侧有水平增长段的固定约束边界.结合水试压工况等四种加载条件,基于美国ASME B31.8标准提出了各类工况的应力校核方法.计算实例表明,最危险的应力位置为上坡管道顶端与平台间的弯头,最大位移位置为管道最长且最陡峭边坡的顶端,验证了应力计算模型和校核方法的可行性.     

典型张力腿平台整体结构强度分析方法研究

重点针对一种典型张力腿平台(TLP)进行了整体结构强度分析研究,以验证平台结构完整性设计的环境能够抵御恶劣海况的冲击。首先,建立了一种典型张力腿平台的整体有限元模型,平台主体结构按实际设计建立,上甲板结构通过甲板及梁模型对应简化。通过对操作和极端条件下载荷分析,得到平台危险波浪工况下载荷设计波参数。随后,将波浪载荷映射到整体结构的有限元模型,将张力腿上端位置建模简化为弹簧单元来反映包括旋转在内的6个自由度。最后,通过结构有限元计算软件得到结构在各危险工况下的最大等效应力及应力分布趋势,其中针对35个控制单元组,得到对应每种单元组的波浪的浪向及相位。分析结果及张力腿平台整体结构强度分析方法可供其他海洋平台强度分析参考。     

自升式钻井平台悬臂梁载荷图谱编制方法研究

悬臂梁载荷图谱是自升式钻井平台使用者安全操作平台的重要参考依据。通过分析X型悬臂梁的结构与载荷特点,建立简化力学模型,以悬臂梁单臂可承受最大弯矩为约束,找到悬臂梁及钻台位置与载荷间的相互关系。结合典型位置的载荷设计值,采用适当插值方法编制悬臂梁载荷图谱。算例分析验证了该方法原理正确、计算快速简便、结论可靠。     

地基边界条件对自升式平台桩腿承载性能的影响

针对深水自升式平台桩靴边界条件模拟问题，以某300英尺(1英尺=0.304 8 m)自升式平台为例，采用ANSYS有限元软件进行静力分析和极限承载力分析，对比常规铰支和弹性基础约束条件对自升式平台桩腿强度的影响，进一步探究不同桩-土边界条件对桩腿极限承载力和失效模式的影响。结果表明：弹性基础约束方式可有效降低重力二阶效应(p-Delta效应)的影响程度，使相应工况下的有效应力明显减小，在这种约束方式下计算得到的桩腿刚度更大且桩腿会率先进入塑性阶段；铰支约束过于保守；在2种边界条件下桩腿的失效模式也有较大差异。研究结果可为自升式平台的设计提供参考。     

关于用叠加法求矩形厚板解析解的探讨

简要论证了直接将薄板理论中的广州筒支边概念推广于用叠加法求矩形厚板解析解的不合理性，明确指出薄板理论中的纯扭面是与其角点条件相对应的，而矩形厚板不存在角点条件。提出了三类通用基本解，不仅满足厚板微分方程和全部边界条件，而且所需求解的待定系数也有所减少，同时为矩形厚板的解析提供了一条较好的途径。文中给出了应用实例。     

波流作用下导管架平台桩基冲刷试验研究

海洋导管架平台桩基冲刷受到环境条件(波浪和海流)、桩径大小和海床表面土体复杂特性条件影响,现场分析极其困难。现有各种桩基冲刷计算理论均建立在一定的简化假设基础上,与实际桩基冲刷状况存在一定程度上的偏差。以JZ20-2MUQ型导管架平台为原型做缩尺模型试验,与理论分析相比,能够更加真实地模拟出桩基冲刷现象以及形成的冲刷坑形态和大小。利用试验测量数据研究了各影响因子对桩基最大冲刷深度的影响,且用Origin数据分析软件对各影响因子的数据进行准确拟合处理,得出导管架平台桩基冲刷在粘土条件下最大深度非线性回归公式,该公式概念清晰,具有很好的实用性,可为基于冲刷的导管架平台桩基设计提供科学依据。     

海洋桩基平台桩的可打入性和稳定性研究

海洋桩基平台桩的可打入性和稳定性计算分析预测是打桩施工的关键环节,关系到整个工程的进度与成败。鉴于此,基于Smith波动方程差分数值解法和采用简化的压杆稳定问题进行了打桩施工分析,编制了打桩分析程序。针对某海洋石油平台钢管桩的实际情况,进行了实际模拟计算并与实测数据做对比。结果表明,计算数据与实测数据吻合,该方法可以用于工程实际。     

单裂缝多孔介质渗透特性研究

单裂缝多孔介质渗透特性的研究是裂缝性介质渗流分析的基础。针对含单裂缝的多孔介质,分别利用Darcy方程和Stokes方程描述基岩和裂缝中的流动,采用连续边界条件、Bea-vers-Joseph边界条件和Beavers-Joseph-Saffm an边界条件,得到考虑基岩渗透率的广义立方定律和分别满足3种边界条件的单裂缝介质的等效渗透率理论计算公式。参数分析表明,由3种边界条件所得到的单裂缝介质的等效渗透率较为一致(尤其当α>1时),因此应用经典的连续边界条件可简化问题,提高计算效率。研究结果为含裂缝多孔介质流动分析的参数确定提供了理论依据。     

海洋桩基平台生活模块的隔振研究

针对海洋环境引起的桩基平台的振动,提出采用叠层橡胶支座为其生活模块进行隔振。对简化后的计算模型进行了理论分析,给出了水平限位措施和支座稳定性的校核方法。通过算例计算,研究了隔振效果,以及支座水平刚度、外激励频率与生活模块响应的关系。     

海洋导管架平台疲劳问题分析

疲劳破坏是海洋工程结构的一种主要破坏模式。导管架平台受到海洋复杂载荷的作用,由于交变应力的随机性以及材料性能的分散性,结构的疲劳具有随机性和不确定性,因此要从概率的角度进行疲劳可靠性分析。采用ANSYS软件对导管架平台建模,利用S-N曲线模型以及Miner线性损伤理论,对结构的疲劳可靠性进行评估。将整个导管架结构系统简化成串并联模式,应用分枝限界法来寻找系统的主要疲劳失效模式,并对系统的可靠性作出评价,以供工程实际参考。     

滩海可移动钢制桶型负压基础平台

结合可移动钢制桶型负压基础先导试验平台的研制与试验,论述了该型平台在滩海浅水域的拖航、就位、坐底及起浮移位的工作原理,说明了钢制桶型负压基础在加入内囊后具有的可移动优势以及该型平台在我国滩海油田开发中广阔的应用前景。     

渤海自立号平台沉垫防滑桩的设计、安装与搬迁

渤海自立号采油平台是由大沉垫基础的自升式钻井平台改造而成。由于大沉垫式基础在渤海使用曾发生过多次滑移,该平台采用了导流基础结构刚性防滑桩。本文对防滑桩的设计制造、海上安装、起浮搬迁的全过程进行了实践经验的总结。     

新型多功能桩基试验系统的研制

桩基稳性对自升式钻井平台作业安全影响很大。国内针对桩基稳性的研究较少,更缺乏相应的试验装置。为此,设计了新型多功能桩基试验系统。该系统可以开展自升式钻井平台插桩、拔桩和穿刺等常见的桩基稳性试验研究,为自升式钻井平台在作业区域插桩深度、拔桩阻力的准确预测以及穿刺机理的深入研究提供了一个良好的试验平台;加装冲桩系统后,还可以开展自升式钻井平台拔桩时的冲桩效果分析和采用冲桩的方式主动穿透硬地层机理研究,扩展了试验系统的功能;能方便、快速地模拟自升式钻井平台作业过程中桩基与海土的相互作用,从而为自升式钻井平台能否到某区域特别是陌生区域作业的快速决策提供有力的技术支持。