简化法月池角隅疲劳强度及载荷敏感性分析

基于某钻井船大小月池结构特点,采用简化分析方法对航行与作业状态下月池角隅疲劳强度进行评估,详细阐述载荷选取与分析计算流程;同时对多种载荷敏感性进行分析,并对结果进行研究得到对月池角隅疲劳强度敏感的设计参数。

超深水钻井船月池角隅区域疲劳强度及载荷敏感性分析

根据第七代超深水钻井船的结构特点,开展月池大开口区域疲劳筛选,针对筛选出的疲劳热点,采用谱分析方法分析迁移、钻井、采油3种载况下的疲劳损伤度,得到月池开口角隅的疲劳寿命,分析载况、浪向、海况参数等对结构疲劳损伤的贡献度及敏感性。

基于谱分析方法的月池角隅结构疲劳强度分析

随着海洋油气资源开发的深水化和海洋工程船舶的大型化,船体结构的疲劳强度问题日益突出,尤其是月池角隅区域结构的疲劳问题,一直是业内关注的热点。论述了谱分析方法的基础理论,并以基于谱分析方法的疲劳强度评估流程为主线,对疲劳强度计算的完整过程作了较为详细的说明。以某深水多功能水下工程船为例,基于谱分析方法对目标船月池角隅区域船体结构进行了细化节点的疲劳强度分析,计算获得其疲劳累计损伤度和疲劳寿命值,并对于疲劳危险节点进行了结构优化。该研究为类似月池角隅区域船体结构的设计提供了可行的方法。

深潜水作业支持船月池角隅谱疲劳分析

通过对疲劳强度的评估方法及原理的梳理,并基于DNV开发的SESAM软件,对某潜水作业支持船月池角隅热点的疲劳强度进行评估和分析。根据三维势流理论求全船水动力载荷和总体响应,通过有限元方法计算出角隅疲劳热点应力响应,再基于S-N曲线的谱分析法和线性累积损伤理论计算热点疲劳损伤值,进而得到月池角隅处设计寿命。

钻井船月池角隅形状的优化设计

以某型深海钻井船月池角隅结构优化设计为例,基于船级社规范对月池区进行3舱段有限元计算分析;同时借助优化设计软件,将舱段强度计算分析流程集成在优化设计工作流中,将椭圆形月池角隅的长度与宽度作为设计变量进行迭代计算,通过枚举法对多种角隅形状进行强度计算分析并得出结论,椭圆形月池角隅的长宽比在特定规律下能够极大地降低结构应力水平,进而确保结构安全性。

超深水多功能钻井船总体强度直接计算分析

针对带有试采、储油功能的第七代超深水多功能钻井船的总强度,根据其功能与结构特点,选取钻井船在钻井、试采储油、自存、迁移4种工作状态下的装载工况,考虑作业、生存和迁移3种载荷工况下不同的环境条件,采用谱分析方法获得3种工况下的波浪载荷与设计波参数,完成整船有限元模型在各个设计波工况下的强度评估。对关键区域的结构进行设计改进,总结该船与常规钻井船在结构设计与应力分布上的差异,计算结果表明,带有工字型月池开口的钻井船船体强度满足规范要求。

钻井船月池区舱段有限元典型设计工况

现阶段各船级社规范对钻井船舱段有限元法的载荷选取与装载工况制定并未形成统一意见,这对结构设计造成较大的困扰。针对这一问题,对某型钻井船月池区舱段有限元分析方法与载荷选取思路进行阐述,同时对设计装载工况开展大量对比计算,通过结果分析得出一套典型装载工况与舷外水压力方向组合方式供参考。对比船体梁理论法与全船有限元法的计算结果,对舱段典型工况选取的必要性进行分析,以避免过分保守导致结构经济性下降。