渤海平台构件疲劳分析的新方法

我国渤海的海冰对海上结构物的作用力,较波浪力尤为重要.海冰作用下,平台管节点构件承受的应力与海冰的破坏形式密切相关.海冰的破坏形式主要有挤压、屈曲、弯曲等.过去在计算应力时,只是按照一种破坏形式;本文综合起来考虑几种破坏形式并存.现有规范中,未给出低温冰载荷作用下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线,本文根据石油大学进行低温随机冰载作用下疲劳裂纹扩展试验的结果,给出了疲劳寿命曲线及其参数.在上述基础上,文章提出了管节点疲劳寿命计算的一种新方法.     

渤海海冰的重叠长度分析

基于渤海海冰现场观测资料,分析了重叠冰的基本特征;综合考虑海冰重叠过程中的屈曲破坏和挤压破坏模式,建立了计算一维重叠冰和二维指状冰重叠长度的力学模型,并依此对不同冰厚条件下的海冰重叠长度进行了计算.结果表明:海冰重叠长度主要由海冰屈曲破坏条件来决定;在相同冰厚条件下,指状冰的重叠长度约为一维重叠冰的1/2左右.     

渤海海冰的重叠长度分析

基于渤海海冰现场观测资料,分析了重叠冰的基本特征;综合考虑海冰重叠过程中的屈曲破坏和挤压破坏模式,建立了计算一维重叠冰和二维指状冰重叠长度的力学模型,并依此对不同冰厚条件下的海冰重叠长度进行了计算。结果表明：海冰重叠长度主要由海冰屈曲破坏条件来决定;在相同冰厚条件下,指状冰的重叠长度约为一维重叠冰的1／2左右。     

渤海湾海冰压缩强度测试研究

渤海湾处于冬季结冰的区域,冰荷载是结构设计的主要控制荷戢。目前,渤海湾存在很多石油平台,未来几年海上风力发电将在该海域兴建。对于导管架平台、海上风电基础及海上升压站平台等抗冰结构而言,海冰的挤压破坏强度引起的极值冰力最为重要,因此确定该海域海冰压缩强度,对结构设计中冰荷载的计算是非常重要的。对压缩强度的主要影响因素(应变速率和冰温)进行了分析,并与已有的相关结论进行了比对。     

渤海老二号平台被冰推倒的调查结论

对渤海老二号平台１９６８年被大冰推倒这一重大事故进行了全面的调查和分析，描述了平台破坏的全过程，指出平台倒塌是由３个方面的综合因素导致的而破坏的本质原因是冰激震动产生的疲劳损伤发展到一定程度后，疲劳裂纹的低温脆性扩展而使桩腿失去了承载能力，为此，总结出海冰环境中设计平台的７点经验，供从事我国辽东湾平台的设计，制造、安装和施工的同行们参考。     

海冰对海上油气工程的破坏及减灾措施

海冰能够封锁港口、堵塞航道、损毁海上油气工程结构物,酿成重大海难事故。我国的渤海和北黄海,每年冬季都产生结冰现象,历史证明我国的海冰是能够造成灾害的。文章回顾了渤海海冰灾害,分析了1990年至今以来渤海和北黄海的冰情,阐述了海冰对海上结构物的破坏模式和预防海冰灾害的措施,并重点介绍了国内防冰灾和抗冰灾研究及工程措施方面所取得的成果。     

锦州9-3油田海冰运动与堆积的调研

根据对锦州9-3油田海冰的调研情况,分析了油田海冰运动特性以及平台周围碎冰堆积过程。     

极端冰况下的导管架平台解决方案

针对在严寒地区海冰对导管架平台结构的冲击这种特殊海况,提出了一种新型抗冰结构形式--正倒三角形简易导管架平台结构,使用模态和冰激理论进行计算机模拟,考虑风载的影响因素,对比新老平台结构进行了冰振反应分析,探讨了这种结构对减轻冰力和结构反应的作用.结果表明能有效地减少冰板对平台的冲击.     

锦州9-3油田双沉箱海冰爬升和堆积研究

海洋冰区双结构物的设置,不仅影响该区域的流场,而且影响局地的海冰运动。应用涡极子理论,分析了海上双结构物设置时的流场变异,讨论了海冰对沉箱的破坏作用,研究了双沉箱设置下的海冰爬升和堆积机制。研究发现:(1)当海流流向与双沉箱的中心连线相近时,双沉箱对峙区的流速明显减小;(2)双沉箱外侧区域的海冰爬升和堆积与单沉箱时基本相同,其爬升和堆积与海冰的速度和厚度、天文潮高等有关;(3)双沉箱设置时,对海冰爬升和堆积会起到有效的屏蔽作用,对峙区内的双沉箱顶上不再有海冰堆积。     

局部双表层套管抗冰技术在渤海油田某平台的应用

本文阐述了一般情况下海冰对海上结构物的破坏模式,并根据平台井槽多,冰区跨度大(24米)等结构特点提出了几种平台隔水套管的防冰、抗冰施工方案。结果表明该项技术在保证作业成本得到有效控制的同时使该油田平台隔水导管的抗冰能力得到大大增强。     

寒区海洋经济型抗冰结构预警报管理系统

面向寒区海洋经济型结构冬季作业中的海冰风险,开展预警报监控技术研究工作。基于结构冰激失效分析,明确预警报模式,构建海冰风险物联网监控系统。研发的温深剖面测量技术、冰情要素图像测量技术、结构姿态测量技术等关键技术产品,确保了监测信息的完备性、同步性与监测系统可靠性;研发的冰情要素预测技术,实现了海冰风险信息的实时预警。通过在辽东湾油气平台的应用示范,验证数据的准确性,保障平台设施的冬季安全生产。     

锦州9-3油田双沉箱海冰爬升和堆积研究

海洋冰区双结构物的设置,不仅影响该区域的流场,而且影响局地的海冰运动。应用涡极子理论,分析了海上双结构物设置时的流场变异,讨论了海冰对沉箱的破坏作用,研究了双沉箱设置下的海冰爬升和堆积机制。研究发现(1)当海流流向与双沉箱的中心连线相近时,双沉箱对峙区的流速明显减小;(2)双沉箱外侧区域的海冰爬升和堆积与单沉箱时基本相同,其爬升和堆积与海冰的速度和厚度、天文潮高等有关;(3)双沉箱设置时,对海冰爬升和堆积会起到有效的屏蔽作用,对峙区内的双沉箱顶上不再有海冰堆积。     

海冰与极地钻井立管相互作用数值模拟

明确典型极地半潜式平台钻井立管结构的基本力学特征,采用海冰离散元软件分析慢、中、快冰速下不同水平刚度立管所受的冰载荷及海冰破碎特性。结合已有的柔性窄结构冰载荷模型,发现所研究模型在慢冰速和快冰速下适用于极地钻井立管,但冰速条件不一致。基于ANSYS软件对立管的抗冰性能进行数值模拟,结果表明立管的抗冰性能较差,需要采取抗冰措施。     

锦州9—3单沉箱的海冰爬升和堆积研究:Ⅱ.个例分析

利用1996年1月和1997年1、2月份的观测责料对海冰相对于沉箱的爬升和堆积模式进行了校验研究。主要结果如下:(1)沉箱海冰爬升的主要贡献,来源于海冰所具有的动能和潮汐运动时引起的海平面抬升。海冰爬高与潮汐引起的海面高度变化成正比,与海冰初速的0.5次方成正比。(2)通过对几次观测资料的分析发现,在渤海海域,当海冰厚度小于10 cm时,海冰不发生相对于沉箱的爬升和堆积。(3)在渤海海域,随海流和风速的大小和方向的变化,海冰运动的方向可以达到任何方位,故此海冰能够在沉箱的任何方向上产生爬升,从而在该方向上产生堆积。(4)据观测和计算,海冰在沉箱上的堆积具有自身屏蔽作用,即海冰通常只堆积在沉箱的四周。     

基于ANSYS软件实现平台结构的冰激振动分析

通过考虑冰抗压强度与应力速率的函数关系,对Matlock模型作了适当修改,使之能够较全面地反映平台结构的冰激振动特性,同时适用于刚性结构和柔性结构动力分析。利用ANSYS软件建立了平台结构的有限元模型,并选用不同的海冰参数对渤海某导管架平台结构的动力响应和冰力进行了计算与分析,计算过程充分体现了冰与结构物相互作用的耦合,计算结果符合该平台实际冰激振动情况。     

锦州9-3单沉箱的海冰爬升和堆积研究:Ⅰ.计算方法

在海洋冰区中,沉箱(人工岛)在抗冰方面比传统的桩基式平台具有很大的优越性,但沉箱设置引起的海冰爬升和堆积也威胁它的有效利用。在详细分析了运动海冰与沉箱的碰撞、海冰的爬升和堆积全过程的基础上,建立了海冰相对于沉箱的爬升和堆积模式。     

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。