涌浪环境下大型起重船吊装上部组块耦合运动响应模型试验研究北大核心CSCD

针对东海海域涌浪环境,选用“蓝鲸”号起重船为研究对象,开展了系泊情况下吊装上部组块运动响应的水池模型试验研究。采用双峰谱不规则波模拟涌浪,针对不同吊高参数测量起重船和上部组块的耦合运动响应;采用谱分析方法对能量频谱分布特性进行了研究,并与单谱峰波浪下的运动响应进行了对比,揭示了其耦合响应机理。研究发现涌的长周期容易接近上部组块的纵荡自振周期,会引起上部组块的纵荡共振,导致上部组块纵荡运动剧烈,不能满足安全作业的要求。研究成果可为涌浪环境下系泊起重船吊装组块作业提供指导,提高海洋平台的安装施工效率以及作业安全性。     

波浪下“蓝鲸”号起重船系泊吊装组块耦合运动响应

采用水池模型试验和数值模拟方法,对蓝鲸号大型起重船吊装海洋平台上部组块的过程开展运动响应研究,对比分析无吊物和吊物施工时的运动结果,两者吻合较好,讨论在顶浪规则波工况下该复杂耦合系统的运动响应特性。研究结果揭示在波浪中系泊起重吊装组块耦合运动机理,为海洋平台吊装施工作业提供技术支持。     

蓝疆号起重船吊装组块作业适用性

采用数值模拟和物理模型试验,对比顶浪下蓝疆号系泊起重船吊物系统的运动特性.分析吊物运动对周期和波高变化的敏感性.依据Noble Denton浮式起重船操作规范,结合我国东海海况,对蓝疆号起重船吊装1000 t和3000 t组块的适用性进行分析,为蓝疆号起重船在海上作业的适用性提供理论依据.     

海洋平台上部组块吊装方案优化分析

渤海湾内某平台上部组块由四层甲板、一座生活楼和修井机三个部分组成,受起重船吊装能力的限制,生活楼结构单独吊装,组块与修井机一起吊装。文章从吊装安全性、便利性方面考虑,通过运用SACS软件对吊装过程进行了结构强度分析,通过对比修井机置于作业区域采用吊装框架吊装、修井机置于避让区域进行直接吊装、修井机位于作业区域进行直接吊装三套方案,优选出修井机位于作业区域进行直接吊装的最佳方案。     

海洋平台上部组块海上吊装吊钩位置计算研究

以渤海某平台上部组块的吊装计算为例,针对该组块的吊点不在同一标高的情况,给出了针对双钩吊装计算中SACS模型吊钩钩齿坐标的计算方法,通过SACS计算结果验证了该方法的正确性,可广泛应用于各类海洋平台结构的吊装分析。     

海洋平台上部组块一体化吊装框架技术研究与应用

在海洋平台安装过程中,上部组块吊装作业是海洋工程施工中风险最大的环节之一,如何保证上部组块吊装安全是海洋平台设计中必须面对和解决的技术难题。介绍了海洋平台上部组块常规吊装框架的结构形式及其局限性,通过对常规吊装框架进行结构优化和技术改进,研制了新型的上部组块一体化吊装框架。该一体化吊装框架结构采用刚性连接、增加斜撑、使用耳轴形式吊耳等技术创新,解决了常规吊装框架的局限性问题。以埕北油田设备设施整体升级改造项目为例,论述了一体化吊装框架本身及其吊点结构强度校核方法,并对吊装完成后如何处置该一体化吊装框架进行了分析。目前上部组块一体化吊装框架技术已成功应用于埕北项目,该技术可为今后上部组块吊装设计提供新的思路和参考。     

横浪作用下大型上部组块双船浮托安装动力响应特性试验研究

海洋平台万吨级上部组块安装是海洋油气资源开发中极具挑战性的工作,单船浮托由于受到驳船吃水等因素的限制,已无法满足上部组块重量逐渐增大的需求,探讨并分析双船浮托安装的可行性,对海洋平台的发展具有重大意义.本文以“海洋石油225”号和“海洋石油226”号双船的物理模型为研究对象,对横浪作用下双船浮托安装进行了试验模拟,研究...     

海上平台大型组块吊装风险应对措施研究

本文以我国某海上平台大型组块吊装为例,详细分析了组块吊装的风险和应对措施,可为海上平台大型组块吊装设计提供参考。     

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估是保障其结构安全和设备平稳运行的重要手段。针对某海洋平台复产方案中新增空压机和增压机的振动问题,制定了海洋平台上部组块机械设备振动评估技术流程,采用ANSYS软件建立该平台上部组块有限元模型,基于提出的分析流程,计算得到平台结构的自振特性。分析了平台结构的位移响应频谱,在修井和防窜两种作业条件下,分别对平台增压机和空压机不同组合工况下的振动响应进行评估。研究结果表明:增压机和空压机的激振频率均远离平台自振频率,不会引发共振;平台结构在不同工况下的振动速度和振动加速度均满足规范要求,复产设计方案可行;平台最大响应工况为增压机与空压机B组合同时运行,实际工作时,建议以空压机B为备用设备。研究结果可为海洋平台复产计划的顺利实施提供技术保障。     

复杂海况下系泊系统-起重船-吊物耦合运动响应模拟分析

针对起重船海上作业过程中的船体、吊物与系泊缆耦合作用,开展数值仿真。基于动力学基本原理、势流理论和细长杆理论,编写系泊系统-起重船-吊物耦合运动分析程序。以蓝鲸号起重船为研究对象,重点关注风、浪、流环境组合作用下起重船、吊物和系泊缆的运动和动力学行为。结果验证了多系统耦合的起重船计算模型的合理性,获取有关运动响应受环境载荷影响的相关认知,可有效指导海上吊装作业。     

固定式平台上部组块风载荷研究

固定式平台上部组块结构复杂,难以通过统一的公式精确计算平台的风载荷,也难以考量平台模块间的遮蔽和干扰效应。为此,以南海某固定式平台为例,借助国内先进风洞实验室,对平台上部组块进行风洞试验,测定其在全风攻角下的风压分布、各模块的体型系数以及风载荷;并基于CFD技术对其进行数值仿真,将风洞试验结果、数值仿真结果和规范公式计算结果进行对比分析。分析结果表明:风攻角对风压系数、体型系数以及风载荷影响较大,不同风攻角下平台各个模块风压系数和体型系数不同,其值在0.1~2.2范围内变化;数值仿真与风洞试验在计算平台平均风压分布、结构体型系数以及风载荷时比较接近,随风攻角的变化趋势亦基本相同,且仿真结果较风洞结果对风攻角的变化影响反映更加细致。考虑到风洞试验的高昂成本以及模型缩尺的影响,对大型导管架上部组块结构风载荷精细评估时,建议采用数值仿真代替风洞试验。所得结论可为我国导管架平台结构设计和结构安全评估提供参考。     

张力腿平台上部组块总体布置研究

张力腿平台作为主要的深海石油平台形式之一,得到了广泛的应用,其结构主要由上部组块、船体、张力腿和桩基础等组成。上部组块总体布置对张力腿平台功能的实现,重量重心的控制,船体总体性能的优化起到举足轻重的作用,因此需要对上部组块的总体布置进行深入研究。本文首先介绍了张力腿平台的特点及类型,以中国南海某油田张力腿平台开发方案为实例,对张力腿平台上部组块总体布置要点进行系统分析总结,为我国深海张力腿平台的设计提供参考。     

固定式海上平台组块吊装计算方法研究

固定式海上平台的上部组块的吊装设计计算是其结构设计的关键。本文针对某国际项目组块的吊装设计进行研究,研究了组块吊装计算方法。采用SACS软件对比计算了分配力法与分配力系数法对组块吊装计算结果的影响,总结了两种计算方法的优缺点及实用性,为今后工程计算奠定了基础。     

渤海海域大型平台组块浮托安装的环境与运动监测实践

以重约12 500 t的海洋平台上部组块为例,对冬季渤海海域应用浮托安装法进行平台海上安装过程中的风、浪、流和潮等环境条件和驳船运动等进行监测和较详细的结果分析。结果表明,现场环境因素和驳船运动等满足设计要求,监测结果为指挥人员高效地获取现场实时数据提供支持,并给出适合作业时间窗口期及指导现场作业安全有效进行。可为今后同类工程施工提供参考,使大型平台浮托安装得到更安全有效的实施。     

大型平台组块装船优化设计研究

平台组块为海洋油气上部设施的组合,一般重量大、荷载复杂。由于海上恶劣的环境条件,给组块的安装带来了严峻的挑战。准确合理的装船分析,是平台组块安装的重要保证。对传统装船设计中单体滑靴装船方式进行了研究,分析了该装船方式的不足,通过对滑靴进行优化,提出采用整体滑靴的装船方式,并分析了整体滑靴装船失效工况。改进后的装船方法提高了安全性,节省了投资,经现场工程验证满足要求。     

风浪联合作用下深水半潜式平台运动响应模型试验研究

以一座工作水深为1 500 m的深海半潜式钻井平台为例,采用混合模型试验技术,对其在400 m等效截断水深锚泊系统系泊下进行模型试验研究,缩尺比取为1∶100,分别进行了静水试验、规则波以及不规则波试验.对比数值计算结果与试验结果,对平台的运动响应进行研究分析.     

大型起重船水动力系数的研究

随着海上油气田开发的不断发展 ,施工所用的起重船愈来愈趋于大型化。其B/T超出常规船舶。针对超浅吃水大型起重船的这一特性 ,计算研究其在常见海况下各自由度水动力系数。分析这类起重船的水动力特性 ,为研究起重船作业的安全性提供科学依据 ,对其他相关方面的研究也有参考价值     

大型起重船水动力系数的研究

随着海上油气田开发的不断发展,施工所用的起重船愈来愈趋于大型化.其B/T超出常规船舶.针对超浅吃水大型起重船的这一特性,计算研究其在常见海况下各自由度水动力系数.分析这类起重船的水动力特性,为研究起重船作业的安全性提供科学依据,对其他相关方面的研究也有参考价值.     

海洋平台组块吊装装船过程的风险评估方法研究

阐述渤海某海洋石油平台组块吊装上船过程风险评估的整体步骤 ,提出一套具体、实用的系统界定、风险及风险源识别、事故树建立、风险辨识和建立风险评价准则的方案 ;着重说明确定风险辨识和建立风险评价准则的方法和步骤 ,强调这 2点必须由专业技术人员协同完成 ;还给出一种将风险因素定性计算予以量化的方法。     

基于龙门吊的半潜平台组块吊装分析方法研究

半潜平台组块与船体的合拢方案主要有2种,一种是利用浮吊船进行海上吊装合拢,另一种是利用船坞及龙门吊进行陆上吊装合拢。本文以一座基于龙门吊吊装合拢的半潜平台组块作为研究对象,开展组块吊装分析方法的研究。对比3种不同吊装模拟方式的差异,并给出推荐的吊装分析方法。