隔水导管复合管柱载荷转移技术

为降低导管架平台建造成本,采用将导管架平台载荷转移至隔水导管-水泥环-表层套管复合管柱结构的方式以提高导管架平台承载能力的方法。分析导管架平台与复合管柱结构相互作用的机理,并建立复合管柱结构与导管架平台刚性连接时的载荷转移效率计算模型及复合管柱结构极限承载力计算模型。以渤海典型六腿平台为例进行平台载荷转移分析,采用载荷转移方式在保证复合管柱结构强度和稳定性的前提下可将导管架平台12.5%的载荷转移至复合管柱结构且减少导管架平台桩管入泥深度,为导管架平台结构优化设计和简化施工提供理论指导。     

海上平台导管架腿柱结构强度和稳定性分析

根据南海北部大陆西区气田的分布情况,为更经济和绿色地增加气田的产量,需要新增立管连接2个气田平台。以支撑平台导管架的腿柱结构为研究对象,采用7套复合材料背负式管卡安装立管,并考虑腿柱实际受载工况,分析当管卡在不同位置时导管架腿柱结构强度和屈曲稳定性。借助所构建的SACS计算模型,验证在水深88 m下,采用7套复合材料背负式管卡时,海洋平台导管架腿柱结构的安全性和可靠性,为在相同工作环境下平台腿柱结构的设计提供参考。     

新型多柱式SPAR平台的结构强度初步分析

柱体式平台(Spar)因其在深水作业环境中具有出色的稳定性、安全性、经济性,被业界认为是最具发展前景的超深水海洋石油平台类型。本文在已有Spar平台的基础上提出了一种新型的多柱式Spar平台,并对该新型Spar平台的主体外型进行了概念设计,确定了结构主尺度参数;利用ANSYS软件对该新型Spar平台进行结构建模和网格划分,初步分析了平台的主体结构强度,通过分析得出了该平台的结构受力关键点和薄弱点,为以后的平台结构详细设计提供参考。结果表明,新型多柱式Spar平台在设计上基本合理,满足深海工作条件。本文对Spar平台的后续研究具有一定参考意义。     

海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法验证

以JZ 20-2北高点海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法为基础,在同等冰力工况作用下,检验此设计方法在对应不同海洋平台刚度下动力响应降低的有效性,结果证明:海洋平台在某一刚度范围内时摇摆柱能有效发挥减振作用。在此刚度范围内,以渤海JZ 20-2MUQ平台为基础,依据JZ 20-2北高点海洋平台-摇摆柱结构体系设计方法设计摇摆柱及连接杆,利用有限元软件ANSYS计算分析JZ 20-2MUQ海洋平台-摇摆柱结构体系在冰力荷载下的动力响应,结果发现此结构体系减振效果明显,证明了该设计方法对渤海湾导管架式海洋平台是有效的。     

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。     

深水钻井作业管柱纵向振动载荷分析

深水钻井作业过程中,管柱在平台升沉振动的作用下产生纵向振动载荷,影响管柱的强度安全。以深水下表层套管作业管柱为例,建立了具有复杂结构的深水作业管柱纵向振动力学模型,并利用振动力学理论分析了管柱的纵向自由振动特性及纵向受迫振动载荷。分析结果表明,在平台升沉振动的作用下,作业管柱的纵向振动以第1阶振型为主;管柱顶端截面上的纵向振动载荷最大,是作业管柱上的危险截面;当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时,将产生极大的纵向振动载荷;当表层套管下入深度较大时,采用壁厚大的钻杆作为送入管柱能有效降低管柱纵向振动所产生的轴向应力。该项研究结果可为深水钻柱和送入管柱的设计提供依据。     

涠洲11—1平台桩基结构型式研究

涠洲11-1油田位于我国南海北部湾浅水区,是一个边际油田。按照常规工程结构设计思路,涠洲11-1油田这样规模的浅水平台桩基结构,通常采用主桩结构型式。通过数值模拟计算,综合考虑平台结构用钢量、施工方案、投资费用和工程地质风险等多种因素,对平台采用裙桩结构型式和主桩结构型式两种方案进行了对比分析,最终确定涠洲11-1平台采用裙桩结构型式。实践结果表明,我国浅海地区油田平台桩基结构可以采用裙桩结构型式,不仅可以有效回避工程地质风险,而且可以降低成本。     

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.     

两种导管架海洋平台的系统可靠度分析

针对近海标准导管架平台和滩海单位柱平台这两种钢质导管架平台,将其简化为空间刚架结构,计算构成导管架平台各杆件的可靠度。以传统的微分等价递归算法为基础进行系统可靠性计算,并利用分枝-约界法差别两种平台的主要失效路径。基于上述研究结果,分析了两类导管架平台的失效特征和系统可靠度指标。     

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。     

基于模型冰试验的多腿柱导管架平台结构最大冰载荷计算新方法——以渤海绥中36-1油田AII井口平台为例

针对绥中36-1油田AⅡ井口平台上部组块载荷不能满足桩基承载力安全系数规范要求的问题,在总结抗冰结构设计实践的基础上,进行了模型冰试验。基于模型冰试验结果,提出了新的多腿柱导管架平台结构最大设计冰载荷的计算方法,解决了设计冰力与实际受力之间差别过大而导致的桩基承载力安全系数不能满足规范要求的问题,对今后井口平台、综合平台基础导管架抗冰设计具有一定的参考价值。     

锦州25-1平台压缩机组振动异常分析及甲板结构改造

为探明锦州25-1平台压缩机组振动异常的原因,应用有限元法建立了该平台压缩机组结构三维模型,并对压缩机甲板结构进行了模态分析和谐响应分析。锦州25-1平台压缩机组安装甲板竖直方向刚度不足是造成压缩机组振动异常的主要原因,因此提出了对该平台压缩机安装甲板竖直方向钢梁进行加强的改造方案,从而提高了其刚度。通过模态分析和谐响应分析可以了解平台压缩机组振动特性,为平台结构的优化设计提供理论依据,从而实现海洋平台结构的优化设计,避免有害振动的发生。     

液氮冷冻暂堵技术在海上井控处置应用探讨

冷冻暂堵技术可有效封堵井内油气通道, 为油套管切割与回接、井口装置修复更换等井控处置作业提供可靠物理屏障,已经在国内外陆地油田取得广泛应用。但海上平台作业空间有限!井口结构复杂,文章探讨了海上平台冷冻暂堵工艺,并结合海上某平台井口管柱结构,利用数值仿真软件模拟不同结构管柱冷冻过程中的温度场变化情况,分析冷冻桥塞黏结强度的影响因素,对比冷冻暂堵技术对不同结构管柱的冷冻效果。结果表明,直接冷冻Ø339.7 mm套管与冷冻Ø508.0 mm隔水导管相比!相同冷冻条件下暂堵剂的冷冻温度更低, 冷冻速度提升近73%。通过技术改进和优化等深入研究,该技术可在海上井控处置和修井作业发挥重要的作用,具有较大的发展空间。     

"航工平1"自升式抛石整平平台强度分析

利用有限元方法对“航工平1”抛石整平平台进行了强度分析，分析了平台在作业和自存状态下的结构内力和变形，并根据中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》进行强度校核。     

大型油船码头靠船墩导管架结构应力分析

以开敞水域百米水深的30万吨级油船码头靠船墩结构为研究对象,对导管架结构在环境载荷和船舶载荷作用下的应力开展分析。借鉴海洋油气导管架平台结构形式,结合靠船墩导管架结构主要承受水平船舶载荷的特性设计八腿柱、裙桩基础的靠船墩导管架结构形式。采用Ansys有限元软件建立结构分析模型,根据环境条件、载荷组合等参数对靠船墩导管架结构进行4种不同工况下的静力分析。分析结果显示,在船舶靠泊工况下导管架结构位移和应力达最大值,主要出现在近泥面处主腿柱位置,结构应力满足许用应力要求。研究结果表明百米水深大型油船码头采用导管架结构具有一定的可行性,可为深水油船码头结构选型和设计提供一定的参考。     

绥中36-1油田新型标准海洋平台结构抗震可靠性分析

将线性结构分析软件系统SACS和非线性结构倒塌分析软件系统ABAQUS有机地结合起来,运用非线性逐步破坏分析方法,对渤海绥中36-1油田某4桩导管架标准海洋平台,在其所在海域环境荷载下的抗震可靠性进行了研究,提出了相应的分析方法。结果表明:该平台的抗震可靠度较大,失效概率很小,结构是安全的;所提出的分析方法是一种较为经济、合理和可靠的分析方法。     

LD10-1海上平台在役修井机结构校核与加固

海上石油平台实施加挂、外挂井槽及单筒双井等增产措施后,在役海洋修井机作业极限井位发生变化,本文通过LD10-1平台海洋修井机外挂井槽后作业极限井位变化前后数据的计算和分析,阐明了极限井位变化后修井机受力变化对修井机自身及平台相关承载结构存在的影响,依据计算结果对受影响结构给出了加固建议,结果表明校核分析与加固设计符合工程的实际情况。     

渤海冰力计算方法的探讨

本文根据锦州20—2—1平台冰力测量结果,对SCHWARZ公式进行了修正,从而使修正后公式的冰力计算结果与实际测量冰力值相接近。另外,还对多腿柱结构的屏蔽效应进行了分析和探讨,给出了综合屏蔽系数。     

导管架平台圆截面管柱受侧向撞击变形机理研究

针对导管架平台遭受守护船侧向碰撞的场景,利用塑性力学理论和解析计算方法,分析导管架圆形截面管柱的变形机理,并推导出能量耗散的解析计算公式和预报方法。管柱的变形分为横截面方向变形和轴线方向变形,分别给出这两部分结构损伤变形能量关于撞深的解析表达式,并用LS_DYNA软件对不同参数管柱受侧向撞击的场景进行数值仿真验证,通过计算结果的对比分析,发现解析计算结果与数值仿真结果吻合良好。利用提出的方法可以快速得到管柱的变形能与撞深的关系,对导管架平台的结构设计和抗撞性研究有指导意义。     

多柱桁架式平台在不同方向来流下绕流流场的特性研究

介绍了多柱桁架式平台CT Spar的基本特征,并对立柱式平台在0°、7．5°、15°和22．5°4种不同方向的来流作用下分别进行9组不同雷诺数的CFD建模及计算,然后对系列计算的结果进行分析,并比较了不同方向来流下升力系数、阻力系数等流场的重要特征,最后给出了来流方向对多柱桁架式平台绕流流场的影响和作用。