筋腱断裂后张力腿平台-筋腱-立管耦合系统响应分析

以某张力腿平台为例,建立了张力腿平台-筋腱-立管耦合系统动力学分析模型,开展了多种工况和不同筋腱断裂状态下平台-筋腱-立管系统瞬态响应研究.结果 表明:筋腱断裂后,平台运动位移和绕Z轴转动角度变化较小,平台绕X、Y轴转动角度变化较大且发生高频波动,经过衰减后平台的运动频率与完整状态下保持一致;位于断裂筋腱对角线位置上的...     

基于EN 13445直接法的深海外压容器稳定性研究和影响因素分析

深入分析欧盟EN 13445标准直接法稳定性校核原理及应用准则,充分考虑实际工程中的材料非线性和几何非线性因素,建立基于EN 13445压力容器分析设计直接法的深海外压容器稳定性分析模型。根据深海外压容器稳定性校核危险工况,提出结构屈曲分析和稳定性校核方法,并在此基础上深入分析结构参数对深海外压容器稳定性的影响,构建深海外压容器分析设计的稳定分析和校核技术体系。最终开展2000 m深海外压容器高压舱外压试验,试验表明所述深海外压容器稳定性分析校核体系能够准确可靠地分析校核深海外压容器。为深海外压容器的稳定性校核和结构优化提供一种行之有效的方法,填补了深海外压容器稳定性研究方面的空白。     

2000m超深水水下分离器承压结构强度分析

以2 000 m超深水卧式重力分离器承压结构为研究对象,依据分离器危险工况建立了参数化精细模型,探讨了分离器强度校核方法。在静力分析确定分离器局部危险位置的基础上,在危险位置对总体应力进行分析并参照压力容器相关标准的相应限制对各当量应力进行校核,计算了分离器的结构强度;分析了手孔壁厚、接管壁厚及支座形式等结构因素对分离器整体强度的影响。分析结果表明,增大手孔及接管厚度将会减小手孔及接管处应力,但对分离器其余部分应力基本无影响;当支座采用倾斜支撑形式时会产生巨大应力导致支座破坏,但塑性流动基本不会影响筒体应力场,支座形式对筒体强度基本无影响,设计分离器支座时应优先选用竖直支撑形式。     

基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法

基于结构极限承载能力分析法,以3000m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVⅢ-Ⅰ基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。     

基于现场埋片的3PE防腐层剥离规律研究

针对3PE防腐层的剥离风险开展现场实验研究,通过对现场埋设试片的阴极保护及交流干扰参数进行监测,统计试片的剥离距离,从而建立试片电参数与剥离距离之间的对应关系,讨论了交流干扰、埋设时间、阴极保护电位与剥离距离的关系。研究结果表明:当管道阴极保护电位大部分处在合理区间[-0.85 V,-1.2 V]时,交流干扰对于剥离距离的影响不明显。对试片45 d及90 d的剥离距离分析得出,当剥离距离达到一定值时,阴极保护电流及介质难以进入,破损点深处不易出现局部碱性化环境,从而剥离距离难以继续增大。阴极保护电位在[-1.05 V,-0.95 V]区间的比例在30%以上,对应的剥离距离较大,即表明阴极保护电位越负,对于剥离距离的影响越大。建立了基于阴极保护电位的剥离距离模型,得出了阴极保护电位区间比例与剥离距离的对应关系,为后续防腐层剥离风险的评估提供了关键技术支撑。     

深水送入管柱导向系统力学性能及影响因素分析北大核心CSCD

根据深水送入管柱导向下入的作业特点,考虑复杂海洋环境载荷影响及多点约束特征,建立了深水送入管柱-导向环-导向绳的耦合动力学分析模型,并对送入管柱、导向绳的力学性能参数及影响规律开展了研究。以我国南海流花区自营深水井X井为例进行计算分析,结果表明:送入管柱的等效应力自上而下呈现逐渐减小的趋势,X井送入管柱的力学性能满足作业要求;导向系统对送入管柱的横向位移有较强的约束作用,送入管柱顶端和导向环作用区域出现应力突变的现象;导向环数量和导向绳预张力的增加有利于控制送入管柱的横向位移和回接连接器切入角,降低送入管柱的应力水平,提高导向下入过程的安全等级。本文研究成果可为深水送入管柱导向下入的安全作业提供参考。     

深水送入管柱导向系统力学性能及影响因素分析

根据深水送入管柱导向下入的作业特点,考虑复杂海洋环境载荷影响及多点约束特征,建立了深水送入管柱-导向环-导向绳的耦合动力学分析模型,并对送入管柱、导向绳的力学性能参数及影响规律开展了研究。以我国南海流花区自营深水井X井为例进行计算分析,结果表明:送入管柱的等效应力自上而下呈现逐渐减小的趋势,X井送入管柱的力学性能满足作业要求;导向系统对送入管柱的横向位移有较强的约束作用,送入管柱顶端和导向环作用区域出现应力突变的现象;导向环数量和导向绳预张力的增加有利于控制送入管柱的横向位移和回接连接器切入角,降低送入管柱的应力水平,提高导向下入过程的安全等级。本文研究成果可为深水送入管柱导向下入的安全作业提供参考。     

基于性能退化的沥青类防腐层保护效能影响规律的研究

国内众多在役沥青防腐层管道的牺牲阳极阴极保护系统均已失效,或即将失效,重新更换牺牲阳极系统时若仍按照原有设计施工,可能会导致部分管道无法受到有效地保护。根据现场管道防腐层的面电阻率随时间变化规律,预测未来20 a内防腐层面电阻率变化情况,采用模拟计算的方法,预估已经运行15 a后管道的保护距离随时间的变化,为阴极保护系统重新设计提供依据。结果表明：在役沥青防腐层的面电阻率随埋地时间延长而降低,且降低速率逐渐减小;防腐层破损率随埋地时间的延长而增加,且增加速率逐渐增大;单组牺牲阳极保护系统运行15 a后管道的单侧保护距离为50 m,随着管道继续服役,单侧保护距离显著降低,第20,25,30,35 a时,单侧保护距离依次降为28.0,19.0,14.0,11.5 m;当阳极距离管道1～4 m范围内,随着距离的增加,管道上的电位分布更加均匀,且保护距离增加;未来20～35 a内,更换牺牲阳极系统的时间对阳极寿命基本无影响,阳极寿命预估为23 a左右。