海洋平台结构整体疲劳寿命的预测

介绍了海洋平台结构整体疲劳寿命预测的方法与步骤,给出了平台构件等效疲劳应力幅的简化计算方法和预测疲劳寿命的模型,并以渤海八号固定采油平台为例,对平台整体疲劳寿命进行了预测与分析。     

基于可靠度的导管架海洋平台结构优化设计研究

根据导管架平台结构可靠性指标及功能要求的不同,建立了基于构件可靠度的平台优化设计模型和基于体系可靠度的平台优化设计模型。探讨了导管架平台结构主要失效模式和平台结构期望失效费用的确定方法,对平台构件及结构体系可靠性指标进行了灵敏度分析,给出了平台结构可靠性优化设计流程。以胜利油田埕北11号井采油平台为例进行可靠性优化设计,并与确定性优化设计结果进行比较,算例结果显示确定性优化设计很难对平台结构的风险水平加以控制,基于体系可靠度的平台优化设计能在平台结构的安全性与经济性之间选择一种合理的平衡,使平台的设计风险透明化,力求以最小的投资风险,使平台完成预定的功能,获得最大的经济效益,因此,进行可靠性优化设计是非常必要的。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命评估

在役油气管道剩余寿命评估的常用方法有经验公式方法、可靠度分析法和有限元分析方法等。阐述了这几种常用的管道剩余寿命评估方法的特点,通过可靠度分析法评估管道腐蚀的实例,并基于某段管道的实际运行环境,利用实地检测数据,根据API RP 579准则、可靠性原理和概率统计方法对该管段进行了腐蚀剩余寿命预测,得出了预测结果。     

导管架结构重点构件失效后果评价方法

为适应导管架平台结构健康安全监测需求,需对导管架结构各构件进行安全级别划分,构建数字化标签,从而有效评估结构的剩余寿命。安全级别划分的重要依据是对构件的失效后果进行合理评价。提出一种基于强度储备比、安全裕量、塑性抵抗能力、可靠度等指标的构件失效后果评价方法。对结构进行倒塌分析,得到结构的失效路径和构件安全重要性指标,从而确定结构中的高风险构件和高贡献梯度构件,即重点构件。分别对各重点构件的失效后果指标进行计算,综合各项指标结果划分各重点构件的安全级别,实现对失效后果的有效评价。将该方法应用于渤海某导管架平台可得到合理的构件安全级别划分结果。     

单立柱海洋平台的可靠度分析

利用有限元方法对单立柱海洋平台在波浪等环境荷载作用下进行响应分析,以此为基础对其进行构件和体系两个层次的可靠度分析。构件可靠度分析采用Monte-Carlo方法,考虑了多元失效模式,建立了四种功能函数,分别得到每个构件失效概率的区间估计。把单立柱平台作为串连系统来考虑,从而求得体系可靠概率的区间估计。并对影响构件可靠性的因素进行了敏感性分析。     

海洋平台疲劳寿命预测的简化方法

基于ＡＰＩ推荐的简化疲劳分析设计方法,提出了一组平台疲劳寿命预测的简化模型,可以大大简化疲劳寿命预测的计算工作量,方便工程应用;同时给出一个计算实例,４桩腿小型导管架平台的疲劳寿命及其可靠度的评估,可供工程参考。     

基于广义极值分布的点蚀管道剩余寿命预测及案例分析

为了预测点蚀管道的剩余寿命，在对老龄管道腐蚀失效段的腐蚀深度进行拟合统计分析的基础上，建立广义极值分布函数，采用改进的人工鱼群算法（IASFA）优化模型参数，并利用估计结果预测整条管道最大腐蚀深度，基于可靠度理论预测了管道剩余寿命，并进行了案例分析和算法对比。结果表明，不同服役年限下腐蚀深度符合的概率分布函数不同，Gumbel分布、Frechet分布和Weibull分布的拟合优度较好，其余模型的拟合效果较差，仅用一种模型表征腐蚀状况具有局限性；通过案例分析，广义极值分布法、有限折线近似法、常规剩余寿命预测法计算的管道设计寿命分别为30.96、23.87、20.77 a，剩余寿命分别为14.96、7.87、4.77 a，广义极值分布法的计算结果与实际设计寿命一致，预测模型不受数据分布限制，其结果具有实际的指导意义。     

基于验证载荷的老龄平台结构可靠性更新分析

将老龄平台已服役期内承受的年极值波浪载荷视作验证载荷,同时考虑老龄平台构件的抗力衰减,并以动态时变可靠度理论作为理论依据,计算了老龄平台构件的动态可靠度,分析了验证载荷和已服役载荷2种作用对老龄平台结构可靠度的影响。结果发现,在对老龄结构进行可靠性评估时,若忽略验证载荷的验证作用,将使得评估结果偏于保守。充分利用老龄平台结构在已服役期内经受的历史载荷信息,考虑已服役载荷对老龄平台结构的验证作用,则有利于制定检修策略,从而有效延长老龄平台结构的使用寿命和经济寿命。     

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.     

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。     

含腐蚀缺陷管道剩余寿命预测方法研究

以天然气加热炉管为研究对象,针对含缺陷管道剩余寿命预测问题,分别基于ASME-B31G准则和有限元分析、优化设计理论,建立了计算含腐蚀缺陷管道剩余寿命的方法,根据天然气加热炉管的检测数据,应用建立的两种计算方法对天然气加热炉管剩余寿命进行了预测计算,并对两种剩余寿命预测方法、预测结果进行了讨论分析。     

基于JC算法的腐蚀管道剩余强度可靠性评价

应用结构可靠性分析的基本原理,给出了腐蚀管道剩余强度的可靠度的评价模型及评价方法,并基于传统正态分布模型求解的基础上,提出了新的模型求解方法JC算法.该方法可以适用于任何概率分布的情况,因而可以避免统计数据正态分布一刀切的缺点,科学、准确地对腐蚀管道剩余强度进行评价,并结合实际算例,给出剩余强度的评价步骤.     

A形井架结构模糊可靠性评估

当求得A形井架工作寿命下的井架构件强度普通可靠度后，如何估计井架结构模糊可靠度，是一个有待探讨的课题。在求得井架各杆强度普通可靠度的基础上，将整个A形井架简化为一静定结构，采用混联系统模型计算其结构模糊可靠度。以大腿根截面为矩形的井架为例，导出了井架结构模糊可靠度的计算式，并给出了计算实例。为使A形井架结构模糊可靠性的评估结果与实际接近，应注意合理确定模糊化因子，合理确定各参数的分布规律，在井架构件有缺陷时须合理确定构件普通可靠度。     

承载构件模糊可靠度评定方法研究

对于石油机械结构的关键承载构件，较为准确地评定其安全可靠度对机械结构的安全运行是个基础工作。在实际工程上，承载构件从完全许用到完全不许用之间存在中间过渡过程，呈现出亦此亦彼的模糊性。利用模糊隶属函数，描述了承载构件真实的失效状态，给出了基于模糊失效准则的构件可靠度评定的一般公式，并给出了3种隶属函数下模糊可靠度的计算公式。研究表明，对于关键承载构件，采用模糊可靠度评定方法更为客观；选用不同的隶属函数，对模糊可靠度的评定结果影响不大；选用不同的模糊区间，对模糊可靠度的评定结果有较大影响。     

基于人员感受的海洋平台冰振动力可靠性分析

基于首次超越破坏机制的理论,对海洋平台冰振引起的人员感受的动力可靠度进行分析。利用非线性静力Pushover方法将复杂的海洋平台结构简化为等效的单自由度非线性体系,建立了单自由度非线性体系的动力可靠度模型。分别采用Poisson过程法和Markov过程法,对渤海湾的JZ20-2 MSW平台在冰振下的人员感受可靠度进行了计算。     

极端冰载下渤海采油平台的断裂可靠性分析

我国渤海每年约有三个多月的结冰期,冰与海上采油平台的相互作用,远较波浪为甚。因此,冰区固定采油平台的设计以及对服役期平台的评估,均需进行可靠性分析,而且主要是极端冰载作用下断裂的可靠性分析。文章首先建立了考虑温度效应的剩余强度的可靠性计算模型;然后给出了决定构件剩余强度的断裂韧性CTOD值δ_c的不同温度下的概率分布;同时还给出了取决于冰厚及海冰强度的构件上最大应力的概率分布;最后,根据计算模型,给出了计算平台构件可靠度的方法,并结合渤海八号平台评估的计算实例,对在役海上采油平台的整体系统,进行了安全可靠性分析。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CII导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析。以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度。该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CⅡ导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析.以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度.该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义.     

海洋石油平台健康监测研究方法与进展

海洋平台结构是海上石油开发的重大基础性设施,所处环境十分复杂恶劣,对其进行有效、可靠、实时的健康监测,确定损伤位置和损伤程度,估计其残余寿命是非常重要的。文章综述了国内外在海洋平台健康监测方面已取得的成果:基于测试固有频率的方法、基于模态的方法、基于频率响应函数的方法、小波变换方法、经验模式分解方法、人工智能方法,介绍了这些方法的原理、应用现状及其进展情况,指出将构件损伤定位技术融于海洋平台体系的检测之中,并结合其他各种相关信息和有效的损伤识别定位方法如局部检测方法,是海洋平台健康监测的研究方向。     

基于ANN响应面法和Monte Carlo法的海洋平台可靠度分析

利用人工神经网络(ANN)响应面法和Monte Carlo法对波流联合作用下固定式海洋平台进行了可靠度分析。综合考虑各种随机变量对海洋平台失效的影响,通过有限元方法获得一组随机变量和结构响应数据,利用BP神经网络模型构建平台结构的隐式功能函数。基于Monte Carlo方法由MATLAB软件产生大量的随机变量组合,通过统计网络映射结果确定结构的可靠性。