新型多柱桁架式Spar平台水动力性能研究

Spar平台以其较大的水深适应范围,较好的运动性能和稳定性,在深海油气资源开采中得到广泛的使用。随着技术的进步,各种新型的Spar平台形式不断涌现,其各方面的性能也得到大量的研究。结合前几代Spar平台形式的特点,提出了一种新型的多柱桁架式Spar平台概念,希望通过桁架的使用,保持Spar良好的运动和受力总体性能,同时采用多柱式的硬舱结构,降低建造难度和成本。并对该Spar平台的水动力特性,载荷以及运动响应进行了数值建模计算,分析结果表明,其运动响应较小,水动力性能良好。

新型多柱桁架式Spar平台疲劳寿命分析

利用谱分析方法对新型多柱桁架式Spar平台的关键点进行了疲劳寿命分析计算。首先建立平台的有限元计算模型,并在频域内进行动力分析;然后利用热点应力法求出关键点应力传递函数,根据应力传递函数得到每个短期海况的应力谱和应力谱参数;最后采用Miner线性累积损伤准则计算出关键点的疲劳寿命,计算结果表明关键点疲劳寿命符合规范要求。

深水桁架式Spar平台干式拖航强度分析

以某新型深水桁架式Spar平台为研究对象,应用设计波法,对Spar干式拖航运输过程中Spar平台和拖船的整体结构强度,进行计算和分析。依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数。在建立了桁架Spar平台与运输船的总体结构模型后,对结构模型施加设计波浪载荷,通过有限元计算分析,获得了总体结构的应力计算结果和应力分布趋势,分析结果可为桁架Spar平台的干式拖航安全评估提供依据。

桁架式Spar平台方案设计研究

Spar平台是一种用于深海油气开发的海洋结构物。目前对Spar平台的研究集中在其运动特性和水动力分析、结构强度和疲劳研究以及垂荡板的性能和设计上。然而,国内对于Spar平台设计方法的研究却很少,国内外公开发表的文献也很少,这给Spar平台的设计带来了困难。本文归纳了桁架式Spar平台方案设计的基本流程,包括总布置、主尺度的选择,以及对设计方案进行的稳性校核和水动力分析。在此基础上,针对平台的不同结构推荐使用相应的ABS和API规范进行结构设计,并应用设计波法对得到的结构尺寸进行强度校核。通过一个实例详细说明了整个设计过程,分析结果表明该设计方案是可行的。同时指出了传统的海洋工程设计方法存在的问题,提出在传统设计方法的基础上,应用多学科设计优化思想进行海洋平台的方案设计的基本思想。

桁架式Spar平台与系泊/立管系统的全时域非线性耦合动态分析

开发了对浮式平台系统进行耦合动态分析的全时域程序。采用二阶时域方法计算水动力荷载,在此方法中,对物面边界条件和自由水面边界条件进行泰勒级数展开,利用Stokes摄动展开分别建立相应的一阶、二阶边值问题,而且此边值问题的计算域不随时间变化。采用高阶边界元方法计算每一时刻流场中的速度势,利用四阶预报校正法对二阶自由水面边界条件进行数值积分。在自由表面加入一个人工阻尼层来避免波浪的反射。对于系泊缆索/立管/张力腿的动力分析,在一个总体坐标系中对控制方程进行描述,采用基于细长杆理论的有限元方法进行求解。在耦合动态分析中,采用Newmark方法对平台和系泊缆索/立管/张力腿的运动方程同时进行求解。利用开发的耦合分析程序对一个桁架式Spar平台的运动响应进行了数值模拟,给出了平台的位移和系泊缆索/立管上端点的张力,并得到了一些重要结论。

深水桁架式Spar平台总体结构强度评估

为设计出安全、可靠的桁架式Spar平台结构,针对桁架式Spar平台的结构特点和受力特征,以平台结构整体的弯矩、剪力为控制内力确定控制荷载工况,并结合ABS规范对平台结构进行了强度校核。首先介绍了桁架式Spar平台结构强度校核的分析流程;然后建立了考虑系泊、立管系统的Spar平台耦合运动模型,并进行了平台水动力分析,确定了平台最不利荷载工况;最后基于准静态分析方法和局部精细化有限元模型,对最不利荷载工况下平台结构进行了强度分析,并根据规范对平台主体结构进行了强度校核。结果表明:平台关键连接部位应力水平很高,应力比都超过了0.9,评估结果可为类似平台结构的分析和强度设计提供参考。

桁架式Spar平台在波浪中的运动预报与实验测量(英文)

基于细长体水动力公式和刚体全非线性运动方程,以及桁架式Spar平台主体与其锚泊系统相互耦合的力和位移边界条件,建立了桁架式Spar平台在波浪中的运动响应预报模型,对其在波浪中的运动和锚泊力进行了预报。通过运动光学测量系统和拉力传感器在哈尔滨工程大学水池对Spar平台模型在波浪中的运动和锚泊力进行了测量。数值预报结果和实验测量进行了比较,结果表明二者符合得很好。

桁架式SPAR平台建造方案

为推动国内船企掌握SPAR平台设计与建造技术,根据上海外高桥造船有限公司场地和设施条件,开展桁架式SPAR平台建造方案分析,以一桁架式SPAR平台为研究对象,将平台主体和上部模块分开建造,而后进行总组,制定较为合理的建造方案。

新型多柱式SPAR平台的结构强度初步分析

柱体式平台(Spar)因其在深水作业环境中具有出色的稳定性、安全性、经济性,被业界认为是最具发展前景的超深水海洋石油平台类型。本文在已有Spar平台的基础上提出了一种新型的多柱式Spar平台,并对该新型Spar平台的主体外型进行了概念设计,确定了结构主尺度参数;利用ANSYS软件对该新型Spar平台进行结构建模和网格划分,初步分析了平台的主体结构强度,通过分析得出了该平台的结构受力关键点和薄弱点,为以后的平台结构详细设计提供参考。结果表明,新型多柱式Spar平台在设计上基本合理,满足深海工作条件。本文对Spar平台的后续研究具有一定参考意义。

Spar平台柱壳板格侧向压力极限载荷计算方法研究

以Spar平台筒体柱壳板格为研究对象,采用塑性分析理论给出了柱壳板格侧向压力极限载荷计算公式,并结合数值方法对影响柱壳板格侧向压力极限载荷的主要因素进行了分析。以数值方法计算结果为衡准,对给出的柱壳板格侧向压力极限载荷计算公式进行修正,得到了便于工程应用的极限载荷计算公式。

一种新型深海海洋平台——几何形Spar和集成浮力桶的试验研究

介绍了一种新型深海海洋平台———几何形Spar壳体概念和集成浮力桶立管支撑概念,并与常规Spar和桁架式Spar进行了比较。为测定多角形Spar和集成浮力桶在不同环境条件下运动响应的总体性能,设计并完成了在海洋工程水池中的模型试验,此类试验在国内尚属首次。

SPAR平台拖拉装船作业风荷载计算研究

SPAR平台装船作业和运输过程中受到的风荷载对作业的安全性有极大的影响。采用计算流体动力学方法,针对作业和极限两种工况,对桁架式SPAR平台在不同方向下的风荷载进行数值模拟,然后将数值模拟的结果和规范计算的结果进行比较,证实了CFD计算方法对复杂结构风荷载的有效性,为计算桁架式SPAR平台这类复杂结构物的风荷载提供了一个新方法。

自升式钻井平台作业程序

自升式钻井平台就像一个有腿的桌子一样。腿插到海底,支撑“台面”离开水面,免受风浪潮的影响,从而就如在陆地上施工一样。自升式钻井平台应用较广。这是因为石油勘探多在近海进行,水深一般在200 m以内,而更多的是在100 m以内。另外自升式平台造价便宜,也便于钻井施工。平台桩腿大部分为桁架式,也有园柱形。桁架有三角形、四角形。桩腿底部有“沉箱”,

一种新型SPAR深水平台的总体压载方案设计

通过对一种新型四柱式SPAR平台扶正和服役状态时的压载总体方案研究,设计了一种借助海水压载的扶正方案以及服役状态时的可调压载系统方案。该方案可有效的实现平台自身的扶正并满足服役作业状态的压排载要求。