FPSO监测中系泊姿态传感器的动态校准方法

针对浮式生产储油船(FPSO)单点系泊姿态传感器的初始安装误差无法消除,其误差会严重影响系泊力计算精度的问题,提出了一种基于系泊结构运动特性和实测数据的动态校准方法.该方法基于安装在FPSO船体上的高精度GPS实测信息,和软刚臂系泊系统的运动关系方程,采用多样本组合优化法来校准姿态传感器安装误差.在“海洋石油102”FPSO的原型测量数据集上进行验证,结果表明,该方法可以有效地补偿软刚臂系泊姿态传感器的安装误差,为今后海洋平台传感器安装误差的研究提供了新的思路和方法.     

深海无肋锚链张力测量技术研究

锚链张力是系泊系统评价的主要参数。在现场获得真实的锚链张力不但能够为平台运行提供安全保障,还能够为锚链的设计研究提供重要的数据支持。针对目前缺少有效的锚链张力测量手段的现状,本文基于有限元分析和无肋锚链形状特性提出了一种水下锚链力测量方法。首先利用有限元软件Ansys对锚链进行数值分析;基于分析结果和水下锚链张力测量需求设计了无肋锚链张力计样机;最后设计了验证实验,通过实验证明了样机和测量方法的可行性。     

基于半物理仿真的新型浮式平台垂荡性能

为了评估一种新型浮式钻井生产储油装卸系统（FDPSO）概念设计中干式井口平台的垂荡性能,建立了系统的理论分析模型,并运用半物理仿真技术构筑了大比尺模型实验平台,用可控的电液伺服器运动台模拟船体的垂荡,干式井口系统采用大比尺的物理模型。在简谐激励下理论模型的实验结果和数值结果的对比,证明了理论模型的合理性,符合工程实际。根据该理论模型对中国南海海况进行的数值分析结果表明,通过船外悬挂配重为干式井口平台的张紧立管系统提供张力的概念设计对船体的垂荡具有自动补偿作用,减小了干式井口平台的垂荡振幅。     

基于物联网的海洋平台冰振监测系统

传统的海洋平台冰振监测系统虽然能够准确获取平台振动数据,但存在无法实现数据共享、空间占用率与成本高、可靠性不足、自动化程度低等缺陷,因此,在冰振监测系统的研究中融入物联网的思想,并以集成化、模块化为设计理念研发出海洋平台冰振监测物联网系统。现场实测结果表明,冰振监测物联网系统所测冰振数据传输稳定、精度较高,可为基于冰振监测的相关研究工作提供数据支撑。     

直立柔性窄结构上的海冰挤压同时破坏

针对寒区结冰水域直立结构上的挤压冰力问题,利用渤海原型测量数据,证明了当直立结构上发生海冰挤压同时破坏时,基于挤压非同时破坏理论的"低值冰力"不再适用。基于对渤海原型测量数据的分析,并结合海冰的韧脆转变行为特性,讨论了直立结构上海冰挤压同时破坏的易发性,指出冰板与结构的全接触是海冰挤压同时破坏发生的关键条件,这种全接触要求可导致韧性或韧脆转变破坏的低冰速和不易导致破碎冰堆积和残留的柔性窄结构,即低冰速下的直立柔性窄结构极易发生海冰挤压同时破坏。     

锥体结构的冰激振动与冰力函数

基于现场原型结构测量 ,研究了冰与锥体结构相互作用的动冰力与冰激锥体结构振动 ,建立了确定性冰力函数。实测发现 ,冰与锥体结构作用时以弯曲破坏为主 ,冰的破碎长度与冰厚成正比 ,冰的破碎频率随冰速增加 ,并有可能达到结构的固有频率。通过分析冰的破坏过程与冰压力盒测量的冰力时程 ,建立了三参数的冰力函数 ,并讨论了各参数的影响因素     

调谐液体阻尼器(TLD)附加阻尼力的量测

设计一种可以直接测量调谐液体阻尼器的附加阻尼力的实验系统.该系统采用半仿真半实物相结合的方法;结构模型的响应计算在计算机中实现,此部分为数值仿真部分.响应结果输入到由计算机控制的液压作动器,而作动器连接到用于模拟海洋平台甲板振动的移动台,移动台台面上放置TLD实物装置,此部分为实物部分.安装于作动器与振动台之间的力传感器可以测量到液体晃动对结构产生的反作用力.测试在简谐激励下TLD的附加阻尼力,并将测试结果与理论计算值进行比较,验证该系统的有效性.     

海冰与锥体抗冰结构动力作用的数值模拟

结合渤海海冰的实际情况,应用显式动力分析软件LS-DYNA模拟海冰和海洋平台锥体抗冰结构相互作用的弯曲断裂过程。模拟结果展示出和现场观测一致的弯曲断裂过程,海冰断裂长度和冰力分布符合现场实测数据结果。平台结构所受最大冰力出现在环向裂纹出现时;通过分析不同冰速对断裂长度、冰力和平台响应的影响可以发现断裂长度对冰速变化并不敏感,对海冰破碎周期有明显的影响。