环氧树脂密封胶流变特性及水下密封模拟实验研究

为解决海洋石油工程中水下基础设施的完整性和安全性问题,本文应用流变学测试和室内模拟实验的方法,对环氧树脂密封胶材料特性及密封性能展开了研究。研究结果表明,环氧树脂密封胶及其组分固化前为假塑性流体,具有明显的剪切变稀特性,且温度对其性质具有显著影响。材料组分以3∶1配比制成的密封胶在4℃时具有高黏特性,基于Arrhenius关系,结合实验数据获得了黏度与温度的指数关系模型。其黏度随固化时间推移表现出显著增大的趋势,在完全固化前超过200 Pa·s。另一方面,水下模拟实验研究结果证实了该密封胶具有良好的黏结性能和承压强度,在150k Pa环境压力下密封性能表现优异,可以作为浅水密封结构的注胶原料。本文为海洋石油工程水下密封提供了可靠的解决方案和生产作业的安全保障指导。

软刚臂单点系泊系统静力特性分析

软刚臂系泊系统是一种利用压载质量为浮式生产储油装置(FPSO)提供回复力的单点系泊方式。为快速准确地评估多铰接组成的软刚臂系统的受力状态,避免应用高复杂度的有限元软件,进而快速完成优化设计等任务,建立一种静力计算方法十分有必要。因此,针对由刚臂(YOKE)、柔性系泊腿和压载舱组成的刚柔多体系统,以分解组合的方式,提出一种二维静力计算方法,用以研究FPSO软刚臂系泊系统的静力特性。该方法主要依靠软刚臂的几何构型,在有限铰接约束下,形成非线性静力平衡方程,建立了压载舱式水上软刚臂单点系泊系统二维静力平衡计算算法。采用OrcaFlex、SESAM等软件开展了理论和数值对比分析,同时与系泊试验结果开展验证分析。对比结果表明,文中所提方法计算精度较高,可为软刚臂单点系泊系统的研究提供可靠支持。