深水半潜式钻井平台关键部位波浪载荷敏感性分析

以我国第一艘拥有自主知识产权的第6代深水半潜式钻井平台为目标平台,基于线性三维绕射理论,采用线性载荷谱分析法和有限元法,在前人进行总体强度分析的基础上,选取2个典型组合工况分析了连接平台主体结构的关键部位对波浪载荷的敏感性,分析结果可为半潜式平台的波浪载荷分析、疲劳节点选取等提供参考。     

半潜式生产平台船体结构关键节点工程临界评估

半潜式生产平台需要在海上连续服役30年左右,对船体结构的耐疲劳性能提出了较高的要求。传统基于S-N曲线的疲劳分析方法无法针对船体节点的实测外形、材料特性、焊缝韧性和残余应力等进行分析,而基于断裂力学的方法可以利用实测数据进行个性化的分析。通过对半潜式生产平台关键节点进行断裂力学工程临界评估,建立了一套船体结构疲劳评估方法和流程,从另一角度保证了结构安全。     

深水半潜式钻井平台典型节点强度研究

基于SESAM软件,提出了深水半潜式钻井平台典型节点强度分析方法,并利用该方法研究了目标平台立柱与撑杆连接处节点强度性能。首先进行平台危险波浪载荷分析,得到平台危险波浪载荷;然后进行危险波浪载荷条件下的平台整体强度分析,确定平台立柱与撑杆连接处节点结构模型的载荷边界条件;最后依据分析确定的载荷边界条件及典型节点受到的波浪载荷进行局部强度分析。分析结果表明,目标平台典型节点的结构强度满足使用要求。     

半潜式平台结构强度分析中的波浪载荷计算

分析了海洋工程受波浪载荷的情况，阐明具体计算理论和方法。对于小结构物，波浪的拖曳力和惯性力是主要分量，波浪载荷用Morison公式计算。对于大结构物，波浪的惯性力和绕射力是主要分量，波浪载荷用线性绕射理论计算。大型半潜式平台的波浪载荷计算采取Morsion公式和势流理论相结合的方法。     

深海半潜式钻井平台的总布置

介绍新一代深海半潜式钻井平台的总布置理念、思路,分析可变载荷、双井系统、隔水管存放形式、机舱数目与布置等关键技术点,并对平台总布置予以综合说明。     

国外半潜式深水平台新概念设计

世界上半潜式平台的发展已经过了40多年的历程,目前应用总量在168座以上,成为继FPSO后深水作业的第二大平台（船体）类型。当前,深水半潜式平台的设计和建造已呈现前期统筹规划、配置现代化装备以提高海上作业效率、满足在最具挑战性的海域作业、多功能化以及模块化分段建造、集成合拢、小批量系列化开发等趋势。文章介绍了国外近几年推出的EDP、MCF两种新型深水半潜式平台的概念设计、功能特点及其建造方法,以了解和掌握国外深水平台概念设计的最新进展。     

半潜式平台水动力性能研究

介绍了近年来国内外关于半潜式平台水动力性能的研究,包括垂荡运动性能、低频运动性能、气隙问题、涡激运动,以及基于水动力分析的参数优化设计和新概念设计等,并对水动力性能数值预报方法进行了分析。     

浅析半潜式钻井平台的模型试验

半潜式钻井平台具有抗风浪能力强、甲板面积和可变载荷大、适应水深范围广、钻机能力强和具有多种作业功能等特点。但由于其所处的海洋作业环境和地质条件恶劣,浮式生产系统技术复杂、投资巨大、风险极高。因此,如何正确地获得其在严酷海洋环境下的运动、受力以及甲板是否上浪等技术性能十分重要,这些性能参数是决定和设计半潜式钻井平台结构、总体布置及其动力定位、系泊系统等相关系统的重要依据。本论文通过对水池模型试验数据进行分析分析,确定该船型在一定的环境条件下的水动力数据、运动响应、定位等数据是否满足设计要求。     

半潜式平台新型压载水系统

采用一种新型压载水系统设计方案,将压载水泵布置于浮筒内而将压载水总管垂直布置于立柱内,并设置高位排舷及溢流管线,避免因误操作导致压载水舱持续进水而引发事故,同时也可有效地降低船体结构质量,提高平台经济性。     

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。     

半潜式平台横装干拖运输结构强度分析

为保证半潜式平台远洋干拖过程中平台及垫木的结构安全,采用水动力软件对半潜船及半潜式平台整个系统进行运动响应分析并组合4种典型工况,采用有限元软件对半潜式平台及垫木进行结构强度分析。计算结果表明,在满足设计的最大有义波高条件下,半潜式平台及垫木的结构强度满足规范要求。半潜船载运半潜式平台在设计的最大有义波高的海况指导下航行,顺利完成该航次任务,验证技术的可靠性,为保证半潜船装载类似超大型货物的结构安全性提供一定的参考价值。     

在役平台结构疲劳评估的工程计算法

论述了疲劳谱分析方法的基本原理,研究了在役平台的结构疲劳强度评估的工程计算方法,并以该方法对某一在役半潜式平台进行了疲劳强度的评估。结果表明,该方法易于实施,所作评估比较合理。     

半潜式生产平台湿拖拖点结构强度分析

为研究并获得大型半潜式生产平台拖点结构设计与强度分析的通用方法,以深水半潜式生产平台深海一号长距离湿拖为例,基于理论计算与有限元分析相结合的方法,介绍大型浮式平台湿拖拖点设计分析的常规流程。该半潜式平台已安全抵达南海陵水17-2海域,进一步验证拖点结构设计与分析的正确性和可靠性。所建立的一套大型深水半潜式生产平台长距离湿拖拖点的强度分析与设计方法可为今后类似平台的拖点结构设计提供参考和依据。     

波浪载荷作用下海洋平台用钢焊接接头的疲劳寿命预测

采用有限元建模分析初始裂纹形状对表面裂纹疲劳扩展过程中形状演化的影响,并基于BS 7910中FAD图的评定方法,预测了DH36焊接接头不同形状的初始裂纹在波浪载荷作用下的疲劳寿命。结果表明:c₀ /a ₀ 比值大的裂纹在扩展开始阶段均沿深度方向扩展,而长度方向上扩展极慢;而对于c0 /a0比值小的裂纹,在扩展过程中近似保持与初始相似的形状扩展。在波浪载荷的作用下,DH36焊接接头结构件能承受105 252个循环。     

丁字形焊接接头疲劳强度的预测

以焊接结构常用的丁字形接头为例，采用有限元数值模拟研究方法，分析了SS400超细晶粒钢焊接接头未焊透对疲劳寿命和疲劳强度的影响。结果表明，未焊透的存在和未焊透尺寸增大，会加速疲劳裂纹的扩展，降低接头的疲劳强度。研究模型可定量预测焊接接头的疲劳级别。     

半潜式起重拆解平台对海上拆除作业的适应性

基于招商局重工开发建造的半潜式起重拆解平台的技术特点,从海上拆除市场、耐波性、起重能力、双机联合起重、非对称平台型式和居住能力等方面进行说明,分析目标平台作为经济型起重拆解装备对海上拆除作业的适应性,为海上平台拆除作业装备的开发提供参考.     

半潜式平台波浪砰击分析与应用

针对半潜式平台波浪砰击问题,提出砰击分析流程,并针对波浪砰击的局部完整性,阐明砰击时间历程法与楔形块入水法两种砰击强度分析方法的基本原理、校核准则及适用范围。以某半潜式钻井平台为例,对两种波浪砰击分析方法进行对比验证,阐明各自的优缺点,给出半潜式平台侧板砰击与底板砰击所适用的分析方法。这些方法可为设计人员和操作人员提供有用的指导。     

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。     

不同撑管结构的半潜式平台极限强度比较研究

半潜式平台的结构型式对于其水动力性能、总体强度以及制造加工等都有着一定的影响。半潜式平台发展到第六代,除了撑管型式和数量外,整体结构已无较大区别。以“海洋石油981”平台为主体,分别参考“981”、GM4000D、GVA7500的撑管型式以及无撑管结构进行建模。通过比较其运动响应和极限强度,分析撑管型式对平台性能的影响,对深水半潜式平台型式的选型以及未来半潜式平台的发展方向提供一定的参考价值。