考虑检修的结构动态疲劳可靠性条件概率模型

条件概率模型是基于检测结果更新结构可靠性及其参数的重要模型,但常规的条件概率模型没有考虑结构可靠性随时间的变化情况。基于裂纹尺寸准则和疲劳寿命准则,在海洋结构物可靠性概率模型更新研究中提出了考虑检修的结构动态疲劳可靠性条件概率模型,为在结构动态疲劳可靠性分析中考虑检修因素的影响提供了一种方法。基于各种检测结果和维修决策,对结构动态疲劳可靠性进行了评估。结合算例阐述了本文提出方法的可行性,验证了检测、维修结果对结构动态疲劳可靠性的影响。     

近海石油平台动态鲁棒疲劳可靠性研究

为了克服统计数据较少情况下计算结构可靠性存在的困难,建立基于鲁棒可靠性的断裂力学疲劳可靠性评估模型,采用区间变量来刻画非概率的不确定性,得到鲁棒疲劳可靠性随时间变化的动态模型。对依据鲁棒可靠性的分析结果来安排近海石油平台的检测维修问题进行了探讨,建立了基于最小费用成本模型的动态疲劳鲁棒可靠性分析与控制模型。     

考虑断裂和腐蚀失效的海洋平台动态可靠性研究

对海洋平台寿命周期内的动态可靠性进行了研究,提出了单独考虑断裂、腐蚀失效以及同时考虑两种失效模式相互作用的3种动态可靠性分析模型。在此基础上,对平台系统的疲劳可靠性进行了研究,给出了相应的评估方法和计算公式。提出了一种谱分析与时间域相结合的疲劳应力分析方法。该方法结合了两者的优点,一方面可以较好地考虑系统的非线性,同时有效的减少计算工作量,便于实际工程计算。     

考虑疲劳失效的海洋平台动态可靠性分析

为了实现海洋结构的全寿命周期管理,将平台寿命周期内的动态疲劳载荷随时间的变异性分为载荷的长期变异性和短期变异性两种趋势.载荷长期变异用泊松模型描述,短期变异用连续平稳随机过程描述.提出了一种海洋平台寿命周期内的环境载荷建模的新方法,并给出了考虑疲劳失效的动态疲劳可靠性的分析方法,实现了平台寿命周期内的动态疲劳可靠度计算.通过对南海某平台的实例分析,验证了该方法的可行性.     

考虑疲劳与腐蚀的冰区平台动态可靠性分析

针对海洋平台动态可靠性研究中存在的不足,将疲劳和腐蚀作为影响平台抗力衰减最主要的2种因素,根据疲劳与腐蚀的相互影响机理,确定了疲劳应力范围随时间的变化函数,建立了考虑疲劳与腐蚀交互作用的平台动态可靠性模型。并采用该模型分析了渤海4冰区的海洋平台,采用非线性弹簧单元模拟桩土的交互作用,根据冰厚、冰速和来冰方向3参数概率模型对整个冰激疲劳环境划分工况和子工况。分析结果表明,建立的可靠性模型能够很好地体现腐蚀对平台动态可靠性的影响。     

套管头结构模糊可靠性分析

本文考虑了结构失效准则中客观存在的模糊性以及采用Monte Carlo法对结构进行分析时,最大应力单元具有跳动性的特点,提出了模糊最大应力集和模糊最小失效集的概念,并在此基础上,建立了基于有限元法的结构模糊可靠性分析方法。应用此方法,对油田广泛采用的套管头结构进行了模糊可靠性分析。其分析结果,对生产实践及套管头结构设计,具有参考价值。     

海洋石油平台结构全寿命周期动态鲁棒性分析

为有效描述海洋平台服役周期内结构整体对于"突发局部损伤"的抵抗能力--鲁棒性,综合考虑了波浪载荷、腐蚀作用和结构材料的随机性,以及由于疲劳与腐蚀导致的平台结构承载能力退化,定量刻画了"突发事件"引发局部损伤的时间、类型和位置的不确定性,提出一种全寿命周期动态鲁棒性指标。在此基础上,建立了退化平台结构动态鲁棒性的评价方法和流程,采用Monte-Carlo随机模拟方法,从系统动态失效概率的角度评价平台结构的鲁棒性。模拟示例结果表明:在服役后期疲劳和腐蚀退化对于结构鲁棒性的影响明显;且通过控制初始裂纹的尺寸改善平台的初始状态,可有效提高平台服役后期的鲁棒性。     

连续油管疲劳寿命的预测及模糊优选

连续油管的失效主要是弯曲疲劳失效。疲劳寿命是衡量其可靠性的关键指标。而目前连续油管疲劳寿命预测理论还很不成熟。现文利用等效应力建立了连续油管的疲劳寿命估计模型;并根据理论模型,综合考虑连续油管使用的实际条件和有关因素,对连续油管的疲劳寿命预测模型进行了模糊处理,得到了连续油管的模糊可靠性寿命,并用现场实例进行了验证说明。     

海洋结构检测时间间隔确定准则

海洋工程结构检测时间间隔是结构检测维修规划和动态可靠性控制的重要参数。给出了等检测时间间隔准则、确定性裂纹扩展检测准则、等可靠度准则、等风险准则、最低成本准则5种确定检测时间间隔准则,并对5种准则进行了比较分析。该分析有较强的实用性,可供工程设计人员在进行海洋工程结构检测维修规划和动态可靠性控制时参考。     

老龄平台定量风险评价

针对目前大量海洋平台进入老龄期的现状,文章结合胜利油田海洋采油厂埕岛A平台进行定量风险评价,并进行重要度分析。研究基于事故树的老龄平台定量风险评价方法．分析平台失效原因：采用ANSYS软件中可靠性设计模块计算基本事件中静强度和疲劳强度失效事件的发生概率：根据平台上人员工作时间及逃亡概率计算失效后果．并依据它定量计算平台风险：采用ALARP准则进行风险评价：根据失效事故树与发生概率对10个基本事件结构重要度、概率重要度和关键重要度进行分析。研究表明．埕岛A平台个人风险处于最低合理可行的ALARP区域;极限荷载作用对老龄平台失效的影响最大．但其本身发生的概率不大,而平台构件名义应力失效、管节点冲剪失效以及构件疲劳失效不但对平台失效概率敏感性高．而且本身发生的概率也较大。     

海洋平台钻机集成监控系统可靠性冗余设计

针对海洋平台钻机司钻房内的控制系统结构庞大、控制方式繁杂、操控不便等问题,提出一种3网4层监控系统的网络架构.针对海洋平台钻机的高可靠性、高可用性和高安全性的要求,提出一种基于西门子S7-400H的动态容错冗余监控系统设计方案.对海洋平台钻机监控系统的各网络层进行冗余设计.基于信息通道结构建立海洋平台钻机监控系统的信息...     

再制造抽油杆纵向共振模糊可靠性分析

针对再制造抽油杆设计参数的离散性和共振准则的模糊性,所导致的再制造抽油杆疲劳强度设计偏于危险的缺陷,将模糊可靠性理论引入再制造抽油杆疲劳强度设计中,根据再制造抽油杆实际工况,从实验出发,研究再制造抽油杆弹性变形应力刚化对其振动特性的影响,并以实验为基础,建立并验证再制造抽油杆纵向振动数值模型;基于随机有限元理论,采用一次二阶矩法推导了再制造抽油杆固有频率的均值及方差;利用正态型隶属函数描述再制造抽油杆共振边界的模糊性,推导了具有多阶固有频率再制造抽油杆模糊可靠度计算公式,数值算例验证了该方法的有效性和可行性。在此基础上,研究了变异系数和隶属度对再制造抽油杆振动模糊可靠度的影响,分析了不同阻尼比下再制造抽油杆共振产生的悬点处附加动反力和纵向位移响应特性曲线,为再制造抽油杆合理疲劳强度设计提供理论基础。     

海洋导管架平台疲劳问题分析

疲劳破坏是海洋工程结构的一种主要破坏模式。导管架平台受到海洋复杂载荷的作用,由于交变应力的随机性以及材料性能的分散性,结构的疲劳具有随机性和不确定性,因此要从概率的角度进行疲劳可靠性分析。采用ANSYS软件对导管架平台建模,利用S-N曲线模型以及Miner线性损伤理论,对结构的疲劳可靠性进行评估。将整个导管架结构系统简化成串并联模式,应用分枝限界法来寻找系统的主要疲劳失效模式,并对系统的可靠性作出评价,以供工程实际参考。     

海洋钻井隔水管疲劳试验设计及评价标准

焊缝疲劳开裂是钻井隔水管常见的失效形式。海洋钻井隔水管全尺寸疲劳试验是评价和验证其疲劳性能的唯一方式,国内在这方面的研究还比较少。对海洋钻井隔水管疲劳试验方法、疲劳设计和评价标准、S-N曲线选取、试件设计、试验样本数的选取进行了研究,为钻井隔水管的疲劳性能试验研究及评价提供参考。提出了提高海洋钻井隔水管疲劳寿命的方法。     

ProfiBus现场总线技术在钻井平台的应用与故障分析

ProfiBus现场总线作为一种常用的现场总线技术已广泛应用于工业自动化领域,随着科学技术不断发展,包括海洋石油钻井领域在内的工业生产越来越智能化、自动化,当今主流的石油钻井平台已经实现高度自动化。该文简述ProfiBus 现场总线技术在海洋石油钻井平台上的应用情况,并以发生在勘探七号自升式海洋石油钻井平台顶驱控制系统的某次ProfiBus通讯故障为例,阐述故障现象,分析查找故障原因和排查方法,旨在为今后高度自动化的海洋石油钻井平台作业中类似设备的故障预防、故障原因分析、故障查找和排除提供借鉴。