风浪流载荷下大型海上平台拆解装备起重作业数值模拟

文章以从事大型海上平台设施拆解、安装作业的海洋工程起重船为例,研究超大型海洋工程起重船在风浪流载荷下的运动特性,通过频域分析得到船舶在波浪载荷下运动响应幅值,进而进行时域分析,得到风浪流载荷下的起重作业动态参数。结果显示,起重船提升大型海上设施时,风浪流引起的船舶运动和起重机载荷动态变化均小于起重机设计能力,在设计工况下大型起重机的作业可行性得到验证。

海洋平台拆解作业中油气泄漏与爆炸风险

针对某导管架平台进行危险源及泄漏风险因素识别,采用故障树推演造成泄漏事故的深层原因,利用模糊理论与专家评判相结合的方法评估泄漏事件的发生概率,根据事件树法得到发生爆炸事故的量化风险水平,为平台拆解过程中油气泄漏与爆炸的风险管控提供参考。研究结果表明:故障树中的最小割集大多为单一事件,即导致泄漏事故发生的直接因素较多;实例导管架平台在拆解过程中发生油气泄漏的模糊概率为1.706×10^(-2);考虑最危险情况下的爆炸概率为2.732×10^(-6),为小概率事件;在平台拆解作业过程中风险因素众多且缺乏事故统计数据参考,使用模糊故障树法结合事件树法能够较为合理地得到油气泄漏与爆炸的风险水平。

大型固定式海洋平台上部结构拆解方案

为制订合理有效的大型固定式海洋平台拆解方案,通过对吊装法、单船浮托法和双船浮托法等典型方法及相关装备的应用现状和技术特点进行比较分析,得出各种方案的技术优势和适用条件。研究发现:双船浮托式拆解法具有拆解效率高和拆解目标尺寸受限小的优点,在海洋平台拆解领域具有很大的应用潜力;双船浮托式拆解作业过程对作业精度的要求较高,通过与DP3动力定位浮托系统相结合,有望成为未来海洋平台拆解的主流技术。

拆解平台分段的焊接面外变形预测与控制

[目的]半潜式起重拆解平台的分段焊接变形直接影响着整个平台的尺寸精度和建造周期。[方法]为此,以典型的B514分段为研究对象,首先预测其焊接面外变形的趋势及数值,分析反变形施加以及焊接顺序优化的影响,提升分段结构的建造精度;然后,依据焊接规范梳理平台结构的主要接头类型及焊接工艺,并通过高效的热−弹−塑性有限元分析,研究典型接头的热−力学响应,获得对应的焊接固有变形;最后,将焊接固有变形作为力学载荷,通过弹性有限元计算,预测B514分段的整体建造精度,同时研究施加反变形和不同焊接顺序对分段建造精度的影响。[结果]基于固有变形的弹性有限元分析,所预测的面外变形与实际测量结果基本吻合,给出了面外变形的产生机理。[结论]通过高效的有限元分析,可以获得并构建焊接固有变形数据库,从而用于复杂分段结构的焊接变形预测,并且施加反变形和焊接顺序优化能有效降低焊接面外变形。

风浪流载荷下超大型海洋平台双船拆解系统运动特性数值模拟

基于Sesam软件研究超大型海洋平台双船拆解系统在风浪流载荷下的运动特性,重点分析双船拆解系统与单个拆解船在风浪流载荷下运动差异,并给出双船拆解系统运动短期预报。首先通过频域分析得到双船拆解系统和单个拆解船在波浪载荷下运动响应幅值,在此基础上进行时域分析,得到双船拆解系统和单个拆解船在风浪流载荷下的六自由度运动时历曲线。数值模拟结果表明:双船拆解系统由于结构的对称性,在风浪流载荷下的横摇和首摇运动远小于拆解船,横摇和首摇扰动减小后大部分推力可用来修正纵荡和横荡偏移,从而使双船拆解系统在风浪流载荷下六自由度运动均小于单个拆解船;由于双船拆解系统水下部分为双体结构,双船拆解系统对波浪频率变化敏感,作业时不能忽略波浪频率的影响。

非对称起重拆解平台码头系泊方案优化

以非对称式起重拆解平台为研究对象,基于三维势流理论并用水动力软件AQWA对风浪流共同作用下平台的码头系泊能力进行数值仿真,求解各缆绳张力大小,并针对缆绳受力情况对船首尾处及船中处缆绳的连接方式进行优化。结果表明,不同的连接方式在一定程度上会使缆绳的受力更均匀,能有效地提高缆绳的使用率和系泊的安全性。

不同吊载方向下半潜式拆解平台的运动响应

吊重是半潜式拆解平台的重要功能之一,其与风浪流载荷联合作用下的平台运动响应是衡量目标平台性能的关键指标。通过对一半潜式拆解平台进行仿真建模,利用AQWA软件分析其在一定的风浪流海况下的时域运动响应,获得不同吊载方向下平台的运动响应。结果表明:吊重方向对其垂荡无明显影响;逆风浪工况下,吊载方向对船体运动响应自由度有一定的抑制作用,-45°和90°为最佳吊载工况。

半潜式起重拆解平台快速排载特性仿真

针对半潜式起重拆解平台快速排载系统的排载方式,提出压力聚集排载法和压力平衡排载法两种方案,建立快速排载系统的数学模型,在SimuWorks仿真环境中搭建仿真模型,对双机起吊0~4200 t起重工况进行仿真试验。分析两种排载方式下立柱排载舱内空气压力、液位和海水流量的变化情况,比较两种排载方式的优劣。结果表明:在排载时间相近的情况下压力平衡排载法比压力聚集排载法安全性更高。

半潜式起重拆解平台对海上拆除作业的适应性

基于招商局重工开发建造的半潜式起重拆解平台的技术特点,从海上拆除市场、耐波性、起重能力、双机联合起重、非对称平台型式和居住能力等方面进行说明,分析目标平台作为经济型起重拆解装备对海上拆除作业的适应性,为海上平台拆除作业装备的开发提供参考。

半潜式起重拆解平台联合排载策略

针对半潜式起重拆解平台的排载作业需求,提出水泵与空压机相结合的联合排载方式。建立排载系统的数学模型,在SimuWorks仿真环境中搭建仿真模型,对双机起吊0~4200 t典型起重工况进行仿真试验。分析联合排载方式下立柱压载舱内空气压力、液位和海水流量的变化情况,比较空压机快速排载、水泵排载、联合排载等3种方式的优劣。仿真试验结果表明,联合排载法能更好地兼顾平台稳性、安全性与快速性。

半潜式起重拆解平台重型吊机基座疲劳损伤分析

本文对半潜式起重拆解平台上的吊机基座在工作载荷和波浪载荷下的组合疲劳损伤进行了分析研究。首先,建立了吊机基座与主船体连接结构的有限元模型,对疲劳热点区域进行了局部细化,并根据API规范的推荐做法计算吊机基座在工作载荷下的疲劳损伤;然后,结合不同作业工况和工作海域的影响,采用谱分析方法计算吊机基座在波浪载荷下的疲劳损伤;最后,对基座总疲劳损伤进行了组合分析。研究结果表明,多数热点部位的疲劳损伤都是以吊机工作载荷疲劳为主;局部热点由于船体结构布置的原因,波浪疲劳占比更大。吊机基座在设计时应综合考虑工作载荷疲劳损伤和波浪疲劳损伤两因素,才能保证基座在平台运营期间内的疲劳寿命。

综采大型液压支架组装、拆解平台的研制与应用

随着煤矿机械化水平的提高,大型液压支架的使用越来越多,本文介绍了大型液压支架组装平台的结构组成及工作原理。研制与应用大型液压支架在井下工作面快速高效地进行组装、拆卸,为综采工作面正常生产提供了可靠的保障。

对称与非对称起重拆解平台非线性效应对比

选取非对称式起重拆解平台作为研究对象,其区别于传统平台的主要特点是采用无横撑非对称的主船体结构并且立柱与上甲板连接处采用大圆弧结构。为验证这种新型平台波浪砰击等非线性效应的性能,使用ANSYS Workbench建立平台三维有限元模型,使用STAR CCM+软件对研究对象和传统平台进行水动力分析,研究2种不同形式对气隙及砰击响应的影响并通过数值模拟研究大弯角连接结构的特点。结果显示:由于目标平台立柱的不对称特性,负气隙位于船体一侧,砰击响应有别于传统的半潜式平台;大弯角连接结构可有效改善立柱与下甲板连接处应力集中问题。针对模拟试验结果可以有目的性地对易发生波浪砰击等波浪非线性现象的关键区域进行结构加强,确保恶劣工况条件下的平台安全性,对相关类型平台设计提供一定的参考。

半潜式起重拆解平台吊载过程中配载及稳性优化

以右舷配备2台2200 t起重机的半潜式起重拆解平台为例,建立稳性计算模型,对起重机吊载工况进行模拟。分析在艏吊、艉吊和联合吊等3种工况下平台在吃水一定时的横纵倾变化,并运用快速调载的方式将平台调平,给出调平后的配载方案,同时分析不同工况下的稳性。研究结果表明:起重机联合作业时的稳性较差,可以通过降低重心的方法提升平台的稳性。

半潜式起重拆解平台建造合龙技术的研究

针对半潜式起重拆解平台上船体合龙建造的问题,提出了适应于半潜式起重拆解平台建造合龙技术的方案。首先分析了选择半潜式海洋平台建造合龙技术需考虑的两大主要因素;然后概述了行业内几种常用的建造合龙技术;最后提出3种适应于半潜式起重拆解平台建造合龙的技术方案,即整体吊装法、提升滑移法、常规搭积木法。通过技术方案的对比,得出结论:平台采用常规搭积木的合龙技术建造更安全、更节约、更高效。

半潜式拆解平台的运动响应分析

随着海上石油平台逐步进入报废期,将其安全拆解变得越来越重要,对拆解平台的研究成为海工研究的重要方向。以一艘半潜式拆解平台为研究对象,采用数值分析的方法建立了拆解平台的数值仿真分析模型,分析不同工况时风、浪、流等环境载荷作用下平台的运动响应。借助水动力分析软件AQWA,对考虑吊重作用的系泊状态下的平台进行时域分析。结果表明:吊重的存在对平台的运动响应会产生一定增大作用,系泊缆的加长(系泊缆长度1500m)更利于平台的稳定。

半潜式起重拆解平台重吊整体吊装过程分析

针对半潜式起重拆解平台重吊形状结构特殊、重量重心难以计算、整体吊装对场地和吊机的选择要求较高的问题,以30000 kN利用重吊的整体吊装作业为例,利用有限元仿真软件,对所选方案进行各关键点数值仿真分析计算,验证方案的可行性。实践表明:上述方案安全可靠,吊装周期短,效率高。

半潜式起重拆解平台立柱连接强度分析

基于非对称无横撑式半潜平台的设计思想,提出一种大圆弧结构的立柱连接型式,并进行设计有效性验证。在建立半潜平台全船有限元模型的基础上,通过采用水动力分析方法确定该平台在风暴自存吃水下最危险的设计波参数,然后,对大圆弧立柱连接型式的半潜平台整体强度进行了分析。结果表明:上船体和立柱之间的大圆弧过渡结构型式能有效地减轻无横撑半潜平台立柱连接区域的应力集中程度,提高结构强度。研究结果对今后无横撑半潜平台的立柱连接结构设计有一定的参考价值。

半潜式起重拆解平台特殊出坞方法论述

文章针对半潜式起重拆解平台吃水深度、出坞难的技术难题,研究以更加浅的吃水使半潜式起重拆解平台顺利出坞的可行性。文章提出4种出坞方案,即打捞浮筒托浮方案、驳船底部托抬方案、驳船斜拉杆上拉方案、平台主体底部顶升方案,分别阐述其技术原理及优缺点,得出平台主体底部顶升方案更适合的结论。依照此方法,可以大大降低半潜式起重拆解平台建造对船坞及水深的硬性要求,充分利用长江水道的资源优势,达到在水深更小的流域制造半潜式海洋平台的目的。

半潜式起重拆解平台吊载丢失后的稳性研究

基于半潜式起重拆解平台不对称的船体结构对稳性的影响,着重探讨了半潜式起重拆解平台起重机吊载的重物突然丢失后的快速平衡的方法,并给出具体的实施方案。研究结果表明:不对称的船体结构能够有效控制船体倾斜的角度;利用空气压缩和重力方式进行压载,可将平台快速调至平衡状态。