桩基础可靠性分析及其在平台结构系统分析中的作用

桩基础是海洋平台结构中一个很重要的组成部分，但在现有的平台结构系统可靠性分析中往往不考虑它的作用。本文根据海洋平台的工作特点分析了桩基结构本身的可靠性计算，探讨了如何考虑带有桩基结构的海洋平台整体安全评估的问题。通过对桩基结构可靠性分析及例题计算表明，在考虑桩基作用影响时得的平台结构系统可靠性指标值和失效路径都可能有较明显的变化，这在实际工程计算时应给予注意。     

复杂构件破坏模式对平台结构系统可靠性分析的影响

在一般结构系统可靠性分析中往往只考虑构件塑性破坏的单一模式。本文针对海上平台的工作环境及结构形式特点分析探讨了构件的其它一些破坏模式。实例计算及其与常规结果的比较表明,在评估海洋平台结构整体安全性能时,如果只考虑构件塑性破坏一种条件,则所得到的结构系统可靠性指标值就可能较为危险,这在实际工程计算时应给予注意。     

复杂构件破坏模式对平台结构系统可靠性分析的影响

在一般结构系统可靠性分析中往往只考虑构件塑性破坏的单一模式。本文针对海上平台的工作环境及结构形式特点分析探讨了构件的其它一些破坏模式。实例计算及其与常规结果的比较表明，在评估海洋平台结构整体安全性能时，如果只考虑构件塑性破坏一种条件，则所得到的结构系统可靠性指标值就可能较为危险，这在实际工程计算时应给予注意。     

基于SACS的海洋平台疲劳可靠性分析

采用随机波浪谱和线性疲劳累积损伤理论对导管架式海洋平台在波浪荷载作用下的疲劳可靠性进行研究.波浪栽荷使用Morison方程计算,并以Stokes波浪理论计算水质点速度.平台结构疲劳可靠性分析采用频域分析,假设作用于结构的应力范围服从Rayleigh分布,用结构应力传递函数和P-M波浪谱得到结构的均方根应力值,然后根据Miner线性累积损伤准则推导出结构疲劳损伤的概率分布函数,从而求得结构在随机波浪作用下导管架的疲劳损伤和使用寿命.分析考虑了波浪对结构疲劳强度影响的随机性.根据此理论使用SACS软件对辽东湾海域某导管架平台进行了计算,说明了该方法的实用性和简便性.     

神经网络在平台桩基分析中的应用

针对海洋平台桩基模拟中存在的问题,将神经网络应用于桩基分析。在原BP算法基础上,依据桩基分析的特点,改进了BP网络,开发了适合于桩基分析的神经网络仿真系统,并给出了利用神经网络计算桩顶刚度矩阵的方法。计算实例表明,应用神经网络可以实现对桩基进行快速而准确的分析。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CII导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析。以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度。该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CⅡ导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析.以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度.该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义.     

神经网络在平台桩基分析中的应用

针对海洋平台桩基模拟中存在的问题,将神经网络应用于桩基分析.在原BP算法基础上,依据桩基分析的特点,改进了BP网络,开发了适合于桩基分析的神经网络仿真系统,并给出了利用神经网络计算桩顶刚度矩阵的方法.计算实例表明,应用神经网络可以实现对桩基进行快速而准确的分析.     

海洋钻井平台电力电子装置可靠性研究

文章对海洋钻井平台电力电子装置的可靠性及失效类型进行了分析，论述了电磁兼容性与可靠性的关系，提出了提高变流装置及系统可靠性的途径和一些变流装置的保护措施。     

基于ANN响应面法和Monte Carlo法的海洋平台可靠度分析

利用人工神经网络(ANN)响应面法和Monte Carlo法对波流联合作用下固定式海洋平台进行了可靠度分析。综合考虑各种随机变量对海洋平台失效的影响,通过有限元方法获得一组随机变量和结构响应数据,利用BP神经网络模型构建平台结构的隐式功能函数。基于Monte Carlo方法由MATLAB软件产生大量的随机变量组合,通过统计网络映射结果确定结构的可靠性。     

海洋平台桩基础竖向承载力的可靠度分析

应用可靠度理论对渤海某油田平台桩基础的竖向承载能力进行了可靠度分析。首先根据搜集的渤海海域土的钻孔资料及设计资料建立了数据库,然后利用其统计结果,并选取一个平台应用改进的一次二阶矩法进行可靠度计算并进行相关的分析。阐明了各个设计参数的重要程度及其变化对分项系数及可靠度指标的影响规律,并将分折结果与API规范中规定的分项系数进行比较,从而证明其对渤海油田桩基础设计的适用性。     

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。     

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。     

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     

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。     

接桩卡具的设计及受力分析

随着我国海洋石油工业的迅速发展,对海洋平台的桩基础提出了更高的要求,目前海工结构物的钢管桩基础具有桩径大、桩身长的特点,在海上进行接桩施工是海洋平台建造和安装中不可缺少的工序。针对海上接桩施工的特点及其面临的实际问题,结合某实际工程介绍了一种实用的接桩卡具,并对这一卡具的设计方法及受力特点进行了详细的分析。实际应用表明,该卡具的使用效果良好,具有通用性并可反复使用。     

可移动式自安装平台运动响应分析及应用研究

为满足我国海上边际油田开发需要,研发了一种可移动式自安装平台。该平台采用筒形基础,易于实现基础贯入和拔出,克服了常规桩靴式基础压桩和拔桩难的问题。筒基的存在使得平台拖航吃水深,对航道水深要求较高,且安装时筒基与海底碰撞可能导致桩基破坏。对拖航和举升状态下的平台进行运动响应分析,给出了平台出港条件、筒基内部充气高度和航道水深要求,并确定筒基触底作业允许的最大海况条件,可为船坞选择、平台拖航和安装作业提供参考。     

饱和粘土中导管架平台单桩水平承载力分析

运用ABAQUS有限元分析软件,建立饱和粘土中单桩的桩土耦合模型,对现役导管架平台桩基在水平载荷下的承载问题进行了数值分析。分析结果表明,6倍桩径以上为桩的关键受力部位,平台设计时桩从泥面往下6倍桩径处必须加厚处理,保守设计为12倍桩径;最大土抗力出现在2.5倍桩径处,最大位移为土表面;水平载荷下桩土的承载部位主要集中在上部,土抗力出现最大值的位置比桩出现最大弯矩的位置要往上,并且土抗力不会随着深度的增加而无限增大。该项研究结果对平台的设计及现役导管架平台的评估有一定参考价值和指导作用。     

利用有限元法模拟较大桩靴拔出对筒型基础平台地基的影响

自升式钻井船和筒型基础平台都属于浅基础结构物。在完成钻井作业后 ,桩靴较大的自升式钻井船在拔桩中会对筒型基础平台的地基产生一定的影响。利用通用的有限元程序ANSYS软件 ,以渤海 8号自升式钻井船和歧口 17 2筒型基础平台为对象 ,在相同荷载和约束下分 3步模拟了自升式钻井船桩靴的拔出过程 ,就桩靴在拔出过程中对筒型基础平台地基强度的影响进行了三维有限元分析。分析结果表明 ,在设计中将地基承载力提高 10 % ,自升式钻井船就可以在桩靴距筒型基础筒体 12 5m以外作业