基于实测数据的半潜式平台贝叶斯模型修正方法研究

随着半潜式平台的长期海上服役,平台的基本设计参数会发生变化,如仍基于原始设计参数对平台进行分析将影响结果的准确性。本文以半潜式平台服役中易发生变化的基本参数(平台排水量、重心高度和三个自由度回转半径)作为修正参数,以平台横摇、纵摇和垂荡自由度的方差和波频功率谱密度构建目标函数,建立可依据实测数据的半潜式平台贝叶斯参数修正方法。以我国某半潜式平台实测数据为例,开展平台的参数修正研究,并基于修正后的参数对平台多年一遇环境荷载下的响应进行对比评估。

单点系泊液滑环驱动臂设计与验证

驱动臂是驱动液滑环与浮式生产储油轮(floating production storage and offloading,FPSO)之间发生相对转动的重要连接组件,避免连接传递偏心荷载引发密封失效是该装置的设计关键。依托南海奋进号FPSO液滑环的国产化项目,本文设计了一种多点铰接形式的柔性连接驱动臂,通过有限元分析校核了驱动臂设计结构的静态强度和疲劳强度。通过开展驱动臂的动态摇摆与旋转试验,验证了往复摆动工况下驱动臂的驱动功能与载荷传递性能,为FPSO单点系泊液滑环的国产化提供了重要参考。

一种挖泥船最小能耗工作点计算选取方法

[目的]为了解决挖泥船短排距工况下高能耗的问题,提出一种最小能耗工作点的计算选取方法。[方法]基于前期研究建立的泥泵排压、管道阻力、关键流速和泥泵汽蚀等相关模型,以单方能耗最小为目标,采用施工人员最为熟知并方便控制的泥泵转速为优化变量,运用输送系统最佳流速搜索和多泥泵转速优化相结合的双重优化方法,实现挖泥船多个泵串联最小能耗工作点的计算选取,并以配置有3台不同型号离心泵的“新海狼”号挖泥船在特定工况条件下施工为案例进行算法验证。[结果]结果显示,经所提算法模型优化后的工作点单方能耗比最大产量工作点的单方能耗降低了11.8%。[结论]研究成果的应用能有效弥补已有以施工能力(最大产量)为目标的优化施工方法,为疏浚工程的节能减排工作提供参考。

天鲲号绞吸挖泥船挖岩作业配套船舶技术研究

随着全球经济增长和疏浚业的扩大,大型绞吸挖泥船已成为这一领域的关键装备。文章专注于提升超大型绞吸挖泥船“天鲲号”的效能。通过分析该船在挖岩工程中的挑战,引入了“挖-运分离”的高效物流策略。为实现这一目标,建议开发一艘专门与天鲲号配套使用的开体式耙吸挖泥船。文章详细讨论了开体式耙吸挖泥船在主尺度和舱容、快速靠泊、泥舱结构和强度、疏浚系统和船舶布局等方面与天鲲号的匹配问题。提出了一个新颖的开体式耙吸挖泥船方案,能够完全满足配合天鲲号挖岩装驳和运输的需求,实现“挖-运分离”物流策略;能够开展后期扫浅挖泥作业,减少天鲲号的占用期,从而显著提升整体经济效益。

“深海一号”半潜式生产储油平台长距离湿拖方案论证

针对“深海一号”半潜式生产储油平台拖航方案设计及工程实施面临拖航距离远、拖航路径环境恶劣、拖船资源选择少,以及作业风险高等众多技术难题,通过对比分析平台干拖和湿拖方案,重点分析湿拖过程中的拖航路线、平台吃水、湿拖阻力、拖船配置等关键技术问题,通过水池模型试验验证该方案的可行性,顺利实施了“深海一号”平台的长距离湿拖工作。

大型耙吸挖泥船结构设计要点

为实现大型耙吸挖泥船结构设计安全、合理、可靠,以某大型耙吸挖泥船为例,分析大型耙吸挖泥船结构设计特点,从结构设计、强度评估、疲劳评估和振动评估等角度论证其设计要点,通过对泥舱结构设计分析,给出泥舱设计的关键节点,对关键节点进行强度分析和疲劳分析,结果表明,该船局部关键区域应力水平较高,低周疲劳在关键区域的疲劳中占据主要地位,建立三维有限元模型计算挖泥船固有频率,对比该大型耙吸挖泥船激励频率与固有频率,结果表明,船体总振动固有频率通常可以避开激励频率,生活楼固有频率与激励频率较为接近。

极地海洋油气钻井装备发展概述

北极海洋油气资源丰富,提升我国极地海洋油气钻井装备的技术水平,有助于改善我国能源供应结构,保障国家能源安全。对此,全面梳理北极地区的海洋油气资源分布情况及主要油气开发活动,分析我国潜在的油气开发合作区块。在此基础上,结合国内外极地海洋钻井装备的发展情况,对我国极地海洋油气钻井装备的发展提出合理化建议,为我国海洋油气钻井装备开发战略的制订和优化提供参考。

单点锁紧装置后基座模块化更换虚拟建造分析

针对FPSO单点系泊系统锁紧装置插板和局部结构因反复焊修导致的焊接裂纹问题,提出一种模块化更换方案,以提高焊接质量、结构可靠性和现场施工效率。采用模块化更换方法,通过热弹塑性数值模拟评估单点锁紧装置后基座更换过程中的焊接变形,优化焊接顺序和坡口设计,以控制焊接过程中的变形和残余应力。同时,考虑模块边界设计和不同模块类型的特殊需求,以适应FPSO单点舱复杂结构的多样性。模拟结果显示,优化后的模块化更换方案实现了焊接变形的最小化,有效控制了焊接变形,保证了后基座模块化更换的装配精度,确保了与安装平面误差在可控范围内。模块化更换方案是一种有效的解决FPSO单点锁紧装置插板和局部结构焊接裂纹问题的方法,为后续相关在线维修或坞修提供参考。

风机安装船动力定位数值模拟和模型试验研究

以某典型风机安装船为例,在GeniE软件中对该型船舶主船体和桩腿进行结构建模,运用软件HydroD进行频域运动响应计算,再将计算结果作为输入参数运用OrcaFlex软件对船舶进行动力定位定点作业数值仿真分析。数值计算结果表明,在150~180°环境力方向下船舶定位效果最理想,一组推进器失效的工况下船舶仍能保持动力定位效果。因此针对船舶装载三套风机设备时处于150°和165°环境力方向的工况开展水池模型试验,并将实验结果和数值结果进行对比,为实际海上工程作业提供理论指导。

海上移动平台直升机甲板圆管支撑结构安全评估

圆管支撑结构是海上移动式平台直升机甲板设计的重要部分,由于海上恶劣的风浪环境,使结构整体受风载荷的影响较大.现有直升机甲板圆管支撑结构的安全评估内容主要集中于圆管的静强度分析,缺乏风振响应分析,文中以海洋石油163平台直升机甲板为例,研究圆管支撑结构的静力和动力载荷输入,通过有限元强度分析和理论经验公式计算对比静力、风载荷作用下直升机甲板圆管支撑结构的受力情况,考虑风振涡激效应的准静态分析,在此基础上提出了直升机甲板圆管支撑结构的安全评估方法,探究了风载荷对结构整体安全的影响.

圆筒型FPSO最小形状干舷核定和载重线堪划研究

以某圆筒型FPSO为研究对象,依照中国船级社海上浮式装置入级规范和海上移动平台入级规范的要求,对圆筒型FPSO的最小形状干舷的核定方法和载重线的堪划原则进行研究,同时开展最小形状干舷计算,选取载重线堪划位置,并就相关技术要点进行探讨,提高圆筒型FPSO的设计研发能力。

基于毕达哥拉斯模糊概率Petri网的FPSO单点关键部件风险评估

为准确对FPSO单点系泊系统关键部件进行风险评估,通过产生式规则建立概率Petri网络模型,基于德尔菲法的结构熵权法确定专家权重,并引入毕达哥拉斯模糊集理论收集、聚合专家意见得到基本事件的模糊可能性得分和模糊失效概率,利用概率推理算法迭代出最终的失效概率,并进行基本事件重要度分析。实例分析结果表明,引起单点系泊系统发生失效的主要因素有电滑环电刷磨损、电滑环负载电流较高、液滑环结构物晃动冲击、液滑环润滑不充分、电滑环电压过高击穿等。针对主要风险因素提出预防和控制措施,能够保障系统安全正常地运转。

一种海洋自升式修井平台船型分析

针对渤海海域油气开发中自升式修井平台的船型设计,进行系统分析。从桩腿数量维度出发,考虑波流载荷、风载荷和平台重力的共同作用,通过有限元数值模拟软件,建立自升式修井平台的仿真模型,计算不同方向角下平台的波流载荷、桩腿位移和抗倾力矩等评价指标,综合对比分析三桩腿和四桩腿两种不同船型的设计特点,以揭示各自在平台方案、预压载能力和稳定性等方面的特点。研究结果发现,四桩腿平台在舱内设备布置、预压载能力和抗倾稳性方面具有明显优势,特别是在单桩失效情况下,四桩腿平台的稳定性和安全性更高。研究结论对自升式修井平台的设计优化具有重要的指导意义,为进一步提升平台的安全性和高效性提供理论依据。

基于AMESim的新型变排量机油泵建模与仿真研究

以一种新型叶片柱塞复合形式的二级变量叶片泵为研究对象,其主要特点是将叶片顶端嵌入到定子中,转子、叶片、定子同时转动,减小了高速时的叶片冲击。推导叶片柱塞复合作用下泵的瞬时流量特性公式。基于AMESim仿真平台搭建比例电磁阀、瞬时流量、变量机构模型,并对二级变量叶片泵特性进行仿真,并通过台架试验进行相关验证。实验结果表明:该泵在中低速下压力-流量曲线吻合较好,说明流量和变排量建模准确;加减速曲线说明泵在比例阀不同占空比时,压力调节具有稳定性。

复合材料风力转筒结构应力特性分析

为保证复合材料转筒结构的安全性,对其应力特性进行分析。针对新型复合材料风力转筒结构建立有限元数值分析模型,采用线性弹簧单元模拟底部限位轮装置,将模态分析结果与测试结果进行对比验证该数值分析模型的准确性;针对复合材料外筒和加强筋初始设计方案,系统开展结构应力特性分析、优化和结构强度评估。研究结果表明:在极限工况下,旋转作业时离心力对外筒应力的贡献度最大,其次是风压作用;转筒最大应力出现在外筒上,最大变形发生在顶部盖板上;铺层角度是外筒设计的关键要素,新的正交铺层方案下最大应力值有所减小,但最大变形位移显著大于角铺层方案;3种铺层方案下的复合材料转筒均能满足强度要求。

海上风电施工中海缆敷设张力影响因素权重分析

为分析挖掘海缆敷设监测数据中对施工质量的有益成果,研究影响海缆敷设张力因素权重量化问题,本文基于某海缆敷设工程施工数据,利用随机森林方法,分析研究海缆敷设施工对海缆张力的有关影响因素。以张力作为因变量,根据地理位置信息和作业时间计算得出实际航行速度,以航行速度、水深、侧向力和埋深作为自变量,在对施工数据进行清洗挖掘的基础上,利用随机森林方法分析各因素对张力的影响权重,得出特征重要性排序。结果表明:海缆张力的影响,航行速度在所有特征中的特征重要性最高,权重占比0.57,其次是埋深和水深,权重分别占比为0.23和0.18。研究所得结果与已有文献分析进行了对比,体现了所得结果的有效性和优势,为海上风电工程施工和海缆敷设施工质量安全提供帮助和参考。

圆筒型FPSO船体仪控托架布置方法研究

本文主要研究圆筒型FPSO船体典型仪控系统托架布置方法,介绍了圆筒型FPSO组成及船体控制系统架构、托架的类型、托架的规划,以及船体典型仪控系统托架的布置案例。本方法已在某圆筒型FPSO项目中成功实践,可以为其他项目提供参考和借鉴。

圆筒型FPSO快关阀系统的设计与应用

本文介绍了圆筒型FPSO快关阀系统的架构、相关计算要求和注意事项,并进行了举例计算,可以为其他项目提供参考和借鉴。

南海深水FPSO模块支墩设计与分析

针对中国南海海况恶劣,浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在南海服役多年后,少数支墩由于建造工艺出现裂纹问题,以南海某深水FPSO为研究对象,对常用箱式支墩形式进行改进优化设计。运用有限元方法对箱式模块支墩和改进后的丰字形模块支墩与十字交叉带裙边支墩进行评估,对不同支墩形式进行强度分析、变形分析和疲劳分析,并对不同支墩的工艺进行综合对比,结合工程实践和有限元计算,给出支墩推荐设计方案。结果表明,优化后的十字交叉带裙边支墩结构强度和疲劳均优于箱式支墩,同时还具有便于加工组装的特点,最终选定十字交叉带裙边支墩方案。

耙吸式挖泥船全作业周期能耗分析

基于珠三角航道疏浚项目中某耙吸式挖泥船的日志数据,从全作业周期的角度分析挖泥船主要能耗的分布特征和变化规律,通过Spearman相关性分析给出船舶航行阶段各能耗影响因子的权重。研究结果显示,航速对船舶能耗的影响最大(权重最高达80%),其次为船舶吃水,水流对船舶能耗的影响最小(权重占比为6%~18%),故节能研究应重点围绕降低船舶航速对能耗的影响。该研究可供后续耙吸式挖泥船节能研究参考。