海洋结构物吊装入水动力学特性研究综述

随着海洋资源开发逐渐由浅水海域向深水和超深水海域发展,海洋结构物所处水域的海洋环境越来越恶劣,吊装入水和水下安装作业难度越来越大,风险越来越高,面临着巨大挑战。对此,总结梳理近年来海洋结构物入水研究方法,探讨海洋结构物在波浪中的吊装作业及其多体耦合的动力学特性,分析当前海洋结构物吊装入水研究的不足,以及未来的研究方向,研究结果可为供该领域相关研究人员提供参考。

巨型垂直轴风机塔筒安装载荷计算和强度分析

巨型垂直轴风机因其塔筒较高,结构细长,刚度和阻尼相对较小,在安装过程中由于风载作用容易产生较大的振动和变形,引起塔筒失稳破坏。采用ANSYS软件对巨型垂直轴风机塔筒安装过程进行了数值模拟,得出了七种工况下塔筒和牵绳的各种受力载荷,为优化结构和产品设计提供参考。

荔湾3-1平台水下桩基动力检测技术的应用

荔湾3-1中心处理平台位于水深189.5 m处,平台基础为带16根桩的群桩结构,每根钢桩质量754 t、直径2743 mm、长度158 m、入泥深度135 m、设计承载力130 MN。该桩基工程具有土层地质条件复杂、施工难度大、工程造价高等特点,在钢桩的结构设计、桩可打入性分析及具体打桩施工过程的监测方面面临很多问题。为保证荔湾3-1中心处理平台钢桩的顺利打入,需要进行水下桩施工检测,检测施工过程中钢桩的受力状态、打桩锤的效率传递等,以期获得真实可靠的桩基承载力数据。采用的桩基高应变动力检测技术和检测结果有效地指导了现场施工,并为类似水下钢桩动力检测提供了宝贵经验。

海洋导管架平台碰撞动力分析

利用ANSYS/LS-DYNA程序可以进行结构动力大变形、复杂非线性准静态问题以及接触、碰撞问题的分析。尝试采用ANSYS/LS-DYNA显式方法建立船舶与导管架平台的碰撞动力分析模型,利用自动接触算法,得出了不同情况下碰撞过程中能量转变和平台上层甲板中心动力响应规律,以及碰撞点最大Von mises应力和变形,并验证了所分析结果的准确性。利用本文分析方法可以对海洋工程构件碰撞损伤程度进行预测;本文分析结果可为平台设计和损伤评估提供参考依据。

GRLWEAP软件在海洋平台桩基工程中的应用

在海洋平台施工过程中,桩基工程是一个重要环节。文中基于曹妃甸海上油田(CFD11-3/5)平台桩基工程为例,利用GRLWEAP进行了钢桩的可打入性分析,整个施工更加合理、顺利,预测出打桩工程中将会碰到问题,施工前就得到解决。并对打桩结果进行了对比分析,同时验证了分析的准确性。

旅大32-2PSP海洋平台钢桩可打入性研究

由于海洋平台组块的增大,导致了其基础的承载力进一步增大,导致了起承载力作用的钢桩得直径和长度也在增大,将会引起在施工过程中会发生溜桩、拒锤等现象的发生。文中结合具体的工程实例,利用波动理论对开口桩进行了可打入性分析,并对桩的贯入稳定性进行了探讨,并就避免拒锤进提出了施工建议,为打桩分析提供了可供参考的依据。

我国海洋平台浮托安装技术现状及未来

随着海洋石油工业迅猛发展,海上平台正向大型化、集约化方向发展,平台上部组块的整体重量也随之增加。对海上超大型平台的安装技术及作业能力提出了更高的要求,浮托法安装技术是解决上述问题的最佳方案。我国利用浮托法完成了23个大型海洋平台的安装,本文针对我国浮托安装现状、浮托装备的研发、未来发展趋势、进行了全面综述,并对我国已经实施的浮托法安装进行了优缺点分析,对未来新型浮托法进行了分类,针对我国特定海域选取的浮托方法进行了分析,为工程及技术人员提供了参考。

动力定位驳船浮托安装关键技术及其在东海适用性分析

采用动力定位船进行大型海洋平台的浮托安装是海洋工程领域的前沿技术,与常规驳船的浮托安装相比,动力定位技术的引入可大幅提高海上安装效率和作业安全性,从而达到节省工程投资的目的。论文以海洋石油工程股份有限公司在南海成功实施的某海洋平台15000吨级组块的动力定位浮托安装为例,系统地分析了其中的关键技术,并对动力定位船在东海的适用性进行论证,所用方法和所得结论可供今后同类工程项目借鉴。

惠州25-8DPP组块横向装船及动力定位浮托安装关键技术

动力定位浮托安装技术是将动力定位技术与浮托安装技术相结合的一种新型浮托安装技术,国内首次利用动力定位船成功地完成了惠州25-8DPP组块的动力定位浮托安装。论文归纳了动力定位船舶进行浮托安装的优势,并以惠州25-8DPP组块浮托安装为例,提出了从装船到海上浮托安装的关键技术点,并给出了惠州25-8DPP组块动力定位浮托安装的关键设计与结果。论文的研究对动力定位浮托安装大型组块具有一定借鉴意义,填补了国内海洋工程技术的一项空白。

海洋平台钢桩可打入性研究

针对钢桩大直径、超深入泥且方向变化,施工中会发生溜桩、拒锤等现象,利用GREWEAP软件进行钢桩可打入性分析,根据波动理论对开口桩进行打桩分析,对沉桩中贯入深度与锤击数进行理论和实际对比,结合工程实例,验证分析的准确性,提出施工建议。

高应变动力检测技术在海洋平台桩基工程中的应用

高应变动力检测技术具有方便快捷、受测试条件约束少、采集数据丰富、检测费用低等优点，在陆上已被广泛应用。尝试采用高应变动力检测技术对旅大32—2PSP平台的打桩工程进行了高应变动力检测，验证了平台桩基的初打承载力和复打承载力，监测了钢桩的完整性，检验了锤击能量的传递效率等，实现了打桩过程中对桩身最大应力、锤击能量的监控，估算桩的最终承载力。

东方13-2海洋平台装船关键受力工况分析

伴随海洋石油工业迅猛发展,海上平台正向大型化、集约化方向发展,平台上部组块的整体重量也随之增加,对海上超大型平台的装船技术及作业能力提出了更高的要求。针对东方13-2项目质量达17247 t(包含滑靴质量等)的13-2 CEPB平台拖拉装船进行了研究。为确保平台本身强度及陆地码头强度满足要求,根据东方组块装船的施工过程分为4种工况分别进行研究,分别为建造工况、重量转移工况、称重工况、拖拉滑移工况。首次结合不同载荷工况进行了码头及平台强度分析,确保平台本身强度及陆地码头强度满足要求。对载荷组合方法进行了定义,可为大型海洋平台建造后的装船设计提供依据,最终在珠海场地完成了东方13-2万吨级平台的装船。

大型导管架下水中蓝疆号起重船系泊计算分析

重量达16,200t番禺30-1导管架滑移下水完成后使用了起重能力达3800t的蓝疆号进行施工,本文采用MOSES对蓝疆号在导管架安装过程中的作业及待命工况,以及锚系完整和一根锚系受损工况进行了一系列的静、动力系泊分析。计算分析采用了8个典型的波浪入射方向:0°,45°,90°,135°,180°,225°,270°,315°以及相应的风和流,针对每个方向都进行了完整系泊计算和受力最大的一根锚系破断工况的系泊计算,得出了锚所受的最大水平及提升载荷、船体的运动响应情况、缆绳上的最大作用力等计算结果。通过不同工况的计算结果显示蓝疆号在施工时的系泊能满足该环境载荷工况的要求,但8号和9号锚系需要增设表面浮筒,并对锚系预张力有一定的要求,以避免锚系与输气管线发生接触而损坏管线,文中为大型工程船在海上施工作业系泊分析提供了一定的参考价值。

波浪载荷作用下的导管架海洋平台结构优化研究

文中以波浪载荷作为主要环境载荷,应用ANSYSDESIGNOPT优化功能对某导管架海洋平台的波浪入射角和空间结构进行了动力优化。经过优化得出当波浪入射角为0°或180°时为最佳入射角,最优解时此平台最大响应值降低了10.3%,并且重量降低了3.2%,优化后既提高了此平台可靠度又降低了重量,满足了经济性要求,并为将来海洋平台的优化设计提供了相关的参考依据、积累了经验。

自升式钻井船半潜下水设计

利用MOSES软件,以半潜驳船"DEFU2"为载体,研究200呎自升式钻井船半潜下水过程。在半潜下水阶段,采用半潜船和钻井船总体建模的方法,确定整个下潜过程中的浮态、压载、连接单元受力变化情况等,并分析得出船在各个压载步下的强度曲线以及整个下潜过程中的稳性变化,给出下潜过程的风险控制点,制定下潜压载的步骤,确保在整个下潜过程中驳船的安全性,用于指导下潜施工方案设计。

基于瞬态方法的岸电组块装船滑道强度分析

岸电平台上组块结构尺寸大,装船时多采用滑移装船的方式。为保证岸电组块顺利滑移装船,需要校核装船过程中滑靴和滑道的瞬时强度。在简要介绍采用瞬态方法分析岸电组块装船滑道强度的基本原理和过程的基础上,对滑道、滑靴进行了详细的受力分析,重点对装船过程中滑道受力工况分析、滑道有限元模型建立、计算方法及参数设置、计算结果分析等内容进行了深入的阐述。计算结果表明,滑道和滑靴的结构强度可满足装船要求;瞬态分析方法适用于滑移装船的结构强度校核,可以在一次分析结果中给出结构不同区域的动态应力响应。

锦州20—2凝析气田海底管道干燥技术

锦州港是我国北部沿海的重要商港，其航道穿越锦州20．2凝析气田登陆管线，为满足锦州港扩建工程，对锦州20．2凝析气田登陆管线进行了改造。海管改造完成后，进行干燥投产。在国内外海底管道干燥工艺分析比较的基础上，结合锦州凝析气田实际情况，确定了锦州20．2海底管道干燥方案。根据锦州20．2天然气水合物形成特性和海管干燥方案，对清管干燥列车的乙二醇浓度进行计算分析，确定了锦州20．2天然气管线干燥工艺，实现了锦N20．2凝析气田安全、快速投产。该技术可供今后海底管道干燥投产借鉴。

中国南海张力腿平台的波浪水池模型试验与数值分析对比

针对中国南海500 m水深的油田,提出了一套基于张力腿平台(TLP)的油田开发方案。设计过程中首先对平台的波浪响应进行了数值分析。由于TLP的波浪响应具有很强的非线性,又对其进行了波浪水池模型试验以更全面地评估平台的总体性能。模型试验的主要目的是验证数值分析的方法,同时修正数值预报的平台运动和各部分的力学响应。环境条件恶劣加之相对较浅的水深对中国南海的浮式平台设计构成了极大的挑战。提出的模型试验方法和数值修正方法可以为类似项目提供有意义的参考。

荔湾3-1导管架平台运输工况运动响应监测分析

文中完成了对荔湾3-1导管架海洋平台运输工况下的运动响应监测分析,现场监测克服了计算模拟时的物理模型的边界条件假设影响和水池试验的缩尺比的影响,可以得出真实的运动响应相关参数,并且可以随时发现拖航过程中出现的运动情况,及时与拖带拖轮沟通,避免出现运动峰峰值超过上限值的危险工况;并且测量的结果也验证了模型试验和理论计算的结果,为今后大型导管架平台结构拖航的设计和施工提供了技术支持。

海洋石油201船铺管作业线改造方案建议

海洋铺管船是海洋石油开发的关键装备,其铺管效率直接影响该船作业的市场竞争力。本文针对海洋石油201船铺管作业线系统暴露出的问题进行了研究,提出了铺管作业线改造建议方案,可为今后类似项目的改造提供参考。