自升式平台桁架桩腿风载荷研究

采用不同的简化方法,对自升式平台桁架桩腿所受风载荷进行了研究,并使用ZenStab软件建立了4种桁架式桩腿的简化模型,用于计算分析桁架式桩腿所受风载荷,确定简化模型用于计算桁架桩腿风载荷的合理性。计算结果表明,将整个桁架式桩腿截面等效为正三角形或圆形,计算得到桁架桩腿风载荷比较接近实际情况。     

Spar平台结构型式及总体性能分析

Spar平台是一种比张力腿平台(TLP)更经济和使用水深更深的深海平台,也是深海油气勘探开发最重要的发展概念之一.介绍了Spar的发展历程和Spar系统的总体结构组成,对比了传统式平台(Classic Spar)、桁架式平台(Truss Spar)、多柱式平台(Cell Spar)的结构特点及Spar和TLP的特点,并对Spar未来发展趋势作了展望.     

不同环境方向组合对半潜式平台动力定位能力的影响

针对不同环境方向组合对半潜式平台动力定位能力影响开展研究。通过不同环境方向组合,计算指定海况条件下推进器利用率曲线,获取最大和最小推进器利用率。对比计算结果发现,风浪流同向作用时不是动力定位最恶劣工况,当风、流与波浪有一定夹角时所受的环境载荷更大,推进器利用率更高。在实际平台操作过程中当风浪流不同向时,尤其是环境条件恶劣时需要及时调整平台艏向,保证平台运行安全。     

自升式平台桁架式桩腿的等效简化

以某自升式平台的桁架式桩腿为例,介绍桁架式桩腿在平台稳性分析中的等效简化方法。对算例结果进行分析,发现对于不同风向角得到的等效拖曳力因数不同。采用Moses稳性分析软件对桁架式桩腿进行细致的建模,计算不同风向角下的风载荷,与采用等效桩腿法得到的风荷载进行对比,发现细致建模得到的风荷载结果比采用等效桩腿法得到的结果稍大一些,说明桁架式桩腿的等效简化处理虽然有效,但是存在一定的安全隐患,建议在采用等效简化桩腿时,对等效桩腿的风力系数额外取1.2的安全因数,以保证平台稳性分析的可靠性和安全性。     

海上升压站平台桩和上部结构柱腿连接强度分析

为保证海上升压站工程质量合格,必须对平台桩和柱腿连接处进行强度校核。对海上升压站平台桩和上部结构柱腿连接处进行有限元建模,采用Solid 187实体单元划分网格,引入带转动惯量的虚质量Mass 21单元,考虑风、浪、流荷载施加极端荷载组合工况等步骤,然后进行计算与分析,以实现对柱腿连接处的强度校核。经项目验证,基于有限元方法进行的考虑多桩柱多工况的柱腿连接处强度校核计算结果满足使用条件,并且能够有效解决实体模型上集中荷载的施加问题。     

基于CFD的圆柱绕流流场特性分析

流体流经非流线型结构物时会发生涡旋脱落现象。利用CFD分析软件模拟研究了单根附属杆在不同位置对圆柱绕流流场特性的影响。结果表明:不同位置的附属杆对圆柱绕流流场影响方式不同,附属杆相对位置与来流方向之间的角度为0°、90°和180°时,对圆柱绕流流场的影响分别为引导来流分流、影响分离点和控制尾流。     

垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析

随着深海石油开发需求的不断增加,Spar平台的设计制造成为海油工程领域关注的热点。为探究垂荡板结构对Truss Spar平台动力响应的影响,在三维势流理论的动力响应方程的基础上,利用水动力计算软件ANSYS-AQWA,建立Truss Spar平台水动力模型,改变中段部分的桁架式结构中垂荡板的数目,应用频域分析法对附有不同数目垂荡板的TrussSpar平台进行动力响应计算和比较。计算结果表明,垂荡板结构能有效抑制TrussSpar平台的运动,而且垂荡板的数量越多对平台的垂向运动性能的改善效果越好。     

三立柱半潜式平台的上部组块人字形甲板设计

为适应三立柱式平台的船体结构,对三立柱半潜式平台的上部组块结构设计思路进行探讨,设计研究一种高效、经济的三立柱半潜式平台甲板结构设计方案,该设计基于三立柱半潜式平台的上部结构,也适用于三立柱张力腿平台及三立柱深吃水立柱式平台的上部结构。通过SACS软件对三立柱半潜式平台的甲板结构进行计算校核,验证人字形甲板设计的可行性,发现人字形甲板的双层桁架式结构可以在70m以上的跨度满足甲板强度要求。与箱型结构的甲板相比,桁架式结构具备更好的空间优势、结构强度优势和结构冗余度,使其应用于大跨度三柱半潜式平台时,有更好的结构强度和更轻的结构重量等优势。     

桁架式Spar平台气隙响应研究

气隙是深海Spar平台结构设计所需考虑的关键问题之一。Spar平台是浮式平台,在海洋环境荷载的作用下会发生运动,平台结构和波浪还会相互产生影响,因此在计算气隙时须考虑平台运动和波浪运动的耦合作用。利用数值计算方法对桁架式Spar平台气隙响应的影响因素进行了研究。平台垂荡值是影响气隙响应的主要因素;波浪运动对气隙的影响很大,而平台运动对气隙的影响较小。     

自升式移动平台结构动力响应研究

介绍了自升式移动平台动力响应模型建模的关键技术,并详细论述了动力响应求解的3种方法,单自由度方法、频域分析方法和时域分析方法;并以某桁架式桩腿自升式平台为例,计算运动惯性力及动力放大系数,对3种方法计算结果进行了比较。     

Spar平台涡激运动响应分析

针对Spar平台的刚体特性,建立了Spar平台与尾流阵子之间的耦合运动方程,利用该方法首先对一模型平台进行了数值验证,计算得到的锁定区域与实验测得的结果吻合良好。其次对一真实的Spar平台进行了计算,并得到Spar平台和尾流阵子的时间历程曲线。     

拟碟形网箱水动力特性的研究

根据物模实验得到拟碟形网箱在不同波况条件下的受力，并给出了其估算方法和公式及其相关系数的取值，总结了拟碟形网箱的运动特性，最后将拟碟形网箱与碟形网箱进行了比较。     

Spar平台垂荡板设计中的关键问题

Spar平台是一种适宜于深海石油的开采、生产、处理加工和储存的平台结构形式。垂荡板是影响Truss Spar和Cell Spar垂荡性能的关键构件。垂荡板的性能及设计已是国际Spar工程和研究的热点之一。介绍了影响Spar平台垂荡板性能的主要因素,以及典型的垂荡板结构和主要载荷。     

Spar型浮式风机平台设计与水动力响应分析

参考Truss Spar型油气平台的结构形式,以NREL 5 MW为目标风机,提出一种Spar型浮式风机平台的概念性设计。利用海洋工程软件AQWA计算该平台在作业和极端海况下的水动力响应。研究表明,该平台具有良好的水动力性能,并且在极端海况下也具备一定安全性。     

一种新型的深海采油平台Spar

就近年来开发的一种新型深海采油平台—Spar的特点和结构进行了综述,并且按照Spar的分代介绍其发展状况,列举了平台实例,给出了当前所有在役和在建Spar的构造资料。     

深海SPAR平台不同锚固基础特点的研究

Spar平台是目前在水深较大的深海油气田中常用的一种结构形式。Spar平台的锚固基础一般为打入式桩基或吸力锚。这两种基础形式各具特点,在设计计算上也存在着很大的差别。本文利用三维有限元对这两种基础的承载特性进行了相关研究。计算结果显示,受力角度对吸力锚和桩基的最终承栽力有明显的影响。     

Truss Spar平台主体结构与建造初探

对Truss Spar平台主体的组成和各部分的功能进行了介绍。对所有已建的TrussSpar平台的硬舱结构形式,按照单根环向横粱上径向支撑结构的数量分为三类,并阐述各自的结构特点。分析Truss Spar平台的硬舱建造方法,总结出两种建造硬舱圆环分段的模式。分析了桁架和软舱的结构与建造方法。     

Spar平台及其总体设计中的考虑

回顾了spar平台的发展,对其今后趋势进行展望,并与张力腿平台进行比较,最后提出Spar平台总体设计阶段的几点考虑。     

水深和螺旋板对Classic Spar水动力特性的影响

Classic Spar平台由于其单立柱式的几何特性,会产生较大的涡激力,而平台柱体外围的螺旋板能有效地减少涡旋,增加平台结构强度。本文应用三维分布源法求解边界积分方程,计算并比较了Classic Spar平台在四种不同水深时的水动力特性,分析了螺旋板的螺距和数量对平台水动力特性的影响。     

Spar平台湿拖运动性能和垂荡板上浪实验研究

为了研究分析湿拖状态下Spar平台的运动性能以及垂荡板上的相对波浪升高,在深水池进行了Spar平台湿拖模型实验。实验中选取了H_s=3.0 m、H_s=5.0 m的不规则波浪以及DNV最大拖航海况作为海洋环境条件,并选择了几个典型的浪向角。通过对实验结果的分析,得到了Spar平台湿拖时在不同海况和浪向下的运动响应以及垂荡板上典型位置处上浪情况的规律,可以为进一步的理论研究和工程实践提供依据。