桁架腿自升式钻井平台综述及国产化

本文介绍了桁架腿自升式钻井平台国内外技术现状及发展趋势，并分析了桁架腿自升式钻井平台国产化的必要性和关键技术。

自升式平台试验中桁架腿等效方法研究

在桁架自升式平台模型试验中,由于在制作模型时不能将桁架腿直接按比例缩小,故需要将其等效为圆柱腿.根据水中受力相似的基本思路,利用ANSYS软件,提出确定等效圆柱腿外径的方法,并分析了试验中波高、波周期对等效外径的影响.

基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式，其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响。针对这一问题．笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合，建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型，应用ANSYS优化模块进行求解。优化过程中，针对两层设计变量耦合困难的问题，分层优化方法。为验证优化模型和方法的可靠性，对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计。优化结果表明，本文采用的优化模型和方法简单实用，优化效果显著，为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具。

齿条对桁架腿水动力特性影响的试验研究

齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动力系数两方面分析齿条结构对桁架腿水动力特性的影响。研究结果表明,齿条结构的存在使得桁架腿的波流载荷和水动力系数有不同程度的增大。因此,在平台设计过程中齿条结构对桁架腿水动力特性的影响不可忽略。所得结论可为自升式海洋平台波流载荷的计算提供数据支持。

桁架-齿轮齿条式平台桩腿导向装置设计优选

位于升降基础内的导向装置是桩腿升降过程中所依赖的重要组件,平台的频繁升降也极易使导向装置造成损伤和脱落。通过选取三型具有典型代表意义的自升式平台,对其导向装置布置、限位方式、耐磨板与齿尖间隙以及固定方式等方面进行理论论证和案例分析,对所选取的三型平台导向装置设计特点和优劣进行对比并得出结论。

风电安装船桁架式桩腿结构分析与优化

海上风电行业迅速发展,对风电安装船的研究更加值得关注。基于某自航自升式风电安装船,使用Sesam软件建立有限元模型。以安全性、经济性为目标,在倒K型原桩腿型式的基础上,比选K型、X型桩腿型式,分析风暴自存工况及作业工况下3种桩腿构型的结构重量、最大位移、各构件的屈服和屈曲强度(UC值)及抗倾覆能力,得出X型是风电安装船推荐的桩腿结构型式,为风电安装船桩腿选型提供参考。

桁架式桩腿的方型桩靴结构设计研究

针对风电安装平台的结构稳定性问题,本文提出了小肘板结构、大肘板结构、三角形浮箱水密结构3种桁架式方型桩靴复合型结构,采用典型设计载荷工况对3种桩靴结构进行强度分析研究。结果表明:较小肘板结构而言,后两种桩靴结构强度更好;大肘板结构与三角形浮箱水密结构应力水平及变形相当,但后者密封性更好,实际应用中能有效避免淤泥堆积引起的应力集中,延长使用寿命。因此,采用三角形浮箱水密复合型桩靴结构更能满足风电安装平台的结构设计需求。

自升式平台桁架式桩腿结构选型方法

为优化自升式平台桁架式桩腿结构构型,采用参数化建模技术和SESAM的Geni E软件,对不同构型桩腿的结构强度和总体性能进行评估.选取拖航工况和自存工况进行分析,结合母型资料,拖航工况时选取不同的桩腿节距构型进行强度评估;自存工况时选取不同的弦管间距和桩腿节距构型对平台抗倾覆能力、最大支反力、锁紧力以及桩腿组件UC值进行计算.以满足强度和经济性最优为原则,结合各构型桩腿结构质量,给出最优的桩腿结构构型方案.该方法快速完成了某型自升式平台的桩腿构型选取,结果表明该方法是自升式平台设计初期桩腿结构选型和优化的有效方法.

自升式平台桁架桩腿风载荷研究

采用不同的简化方法,时自升式平台桁架桩腿所受风载荷进行了研究,并使用ZenStab软件建立了4种桁架式桩腿的简化模型,用于计算分析桁架式桩腿所受风我荷,确定简化模型用于计算桁架桩腿风我荷的合理性。计算结果表明,将整个桁架式桩腿截面等效为正三角形或圆形,计算得到桁架桩腿风我荷比较接近实际情况。

作业水深122m自升式平台桁架式桩腿结构分析

自升式平台桁架桩腿主要有3种结构型式:K型、倒K型和X型,其结构性能直接关系到平台的使用寿命,目前鲜有针对不同桩腿结构型式进行全尺度仿真的研究。鉴于此,在保持不同桩腿结构各构件具有相同截面尺寸的前提下,分别对3种平台结构在风暴自存工况下进行静、动力学响应及平台稳定性分析。研究结果表明:倒K型平台结构最大应力与位移值最小,力学性能最好,X型次之,K型最差;倒K型平台结构最大应力点出现在弦杆与横撑的管节点处,X型与K型结构的最大应力点在弦杆底部;倒K型桩腿平台具有较小的动态平均应力和位移值,且应力幅值最小,X型次之,K型最差;倒K型桩腿平台结构具有较高的屈曲临界载荷,在环境载荷作用下的稳定性最好。所得结果可为自升式平台桩腿的选型和设计提供指导,具有一定的工程应用价值。

桁架式桩腿自升自航式服务平台开发设计

自升式服务平台功能日趋多样化,市场需求旺盛。以天海融合防务装备技术股份有限公司自主开发设计的350ft自升自航式服务平台为依托,对总体设计思路进行梳理,将设计过程中遇到的关键问题和注意事项进行总结,为自航自升式服务平台的设计提供参考。

自升平台桁架式桩腿疲劳分析

以某型自升平台的桁架式桩腿为研究对象,建立了桩腿疲劳分析简化模型,采用谱疲劳分析方法并结合Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论和API推荐的S-N曲线,实现对自升平台桁架式桩腿疲劳寿命预测,为此类结构设计人员提供参考。

L780 MOD Ⅱ钻井平台桁架桩腿建造

L780MODII钻井平台是中国石油集团海洋工程有限公司为满足90m作业水深区域海上勘探开发需要而投资建造的,为独立桩腿悬臂梁、桁架自升式钻井平台。文章介绍了该平台桁架桩腿的结构形式、建造流程与工序以及到厂材料的检验,总结了桁架式桩腿结构施工的精度控制和焊接质量控制要点。

DSJ300-L1自升式钻井平台桁架式桩腿维修技术

DSJ300-L1自升式钻井平台左舷桩腿在某次插桩下降过程中发生了塑性变形,需对左舷桩腿的塑性变形段进行维修。经分析确定采用局部桩腿更换的方式进行维修,即通过测量确定桩腿变形的最高点及最低点,将此段范围作为桩腿更换的区域,而后制作出同等长度的桩腿进行替换。首先,简要概述了平台的概况;其次,对桩腿的变形情况进行了分析;其三,对维修范围进行确认,重点确定桩腿变形的最高点、最低点及接口处端面的尺寸;其四,介绍了维修技术的要点,重点论述了新桩腿预制、损坏段桩腿拆除、桩腿合拢安装等技术内容;最后简述了桩腿维修检验的要点及注意事项。

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计

针对四腿桁架式海上风机基础结构优化设计问题,建立了一种多准则多参数结构优化策略与方法,辅助四腿桁架式基础型式的设计工作并提高结构优化效率。依据设计经验,采用敏感性分析技术对各设计参数进行分级,并进一步采用逐级搜索策略给出了由各参数组合成的一系列优化方案。依据结构优化理论和相关工程经验,采用多准则控制算法对优化方案进行筛选,给出了最优的结构设计方案。应用该优化策略与方法对我国近海某海域拟建四腿桁架式风电结构进行设计,提高了设计效率,最终得到的结构优化设计方案与经验设计方案相比,材料利用率更高、结构用钢量更少,节省结构用钢量达30%以上。

自升式平台桁架式桩腿的等效简化

以某自升式平台的桁架式桩腿为例,介绍桁架式桩腿在平台稳性分析中的等效简化方法。对算例结果进行分析,发现对于不同风向角得到的等效拖曳力因数不同。采用Moses稳性分析软件对桁架式桩腿进行细致的建模,计算不同风向角下的风载荷,与采用等效桩腿法得到的风荷载进行对比,发现细致建模得到的风荷载结果比采用等效桩腿法得到的结果稍大一些,说明桁架式桩腿的等效简化处理虽然有效,但是存在一定的安全隐患,建议在采用等效简化桩腿时,对等效桩腿的风力系数额外取1.2的安全因数,以保证平台稳性分析的可靠性和安全性。

风电平台桁架式桩腿RPD测量与分析

以某型桁架式桩腿的风电安装平台全程升降试验过程为依托,通过手工测量和电子测量的方式测量全程升降中同一桩腿上不同主弦管齿条升降距离差异值(Rack Phase Difference, RPD)和同一桩腿上不同主弦管齿条升降速度差异值(Rack Phase Velocity, RPV)。在此基础上,分析该平台升降全过程中RPD的变化,得出影响RPD变化的因素,并提出控制方法,为后续同类型平台对RPD进行控制提供参考,提高全程升降的稳定性。

自升式平台桁架式桩腿迁移强度分析

以某一桁架式桩腿的自升式平台为例,利用Sesam软件有限元建模。为了保证自升式平台不同季节在海域工作的安全,应对桩腿的受力强度进行评估。通过计算,分析迁移过程桩腿在风浪作用下所受的静载荷和环境载荷。明确自升式平台在远洋迁移的工况下载荷受力情况,阐述此类自升式平台桩腿结构强度分析的过程及方法。

桁架式服务平台桩腿疲劳寿命分析

以桁架式生活服务平台的桩腿为研究对象,基于谱疲劳分析方法,论述了桁架式桩腿疲劳计算的原理和流程。首先,使用SACS软件得到了桩腿的波浪响应函数;然后,利用SACS软件进行动力分析,得到桩腿的应力响应函数;最后,读取桩腿的应力响应函数,并输入波浪散布图、波浪谱、S-N曲线、应力集中系数等疲劳参数进行疲劳分析,得到了该平台的疲劳寿命周期。目前该平台已在中东服役4a,状况良好,其疲劳计算的过程和方法具有参考意义。

自升式风电安装平台插销式桁架桩腿仿真与分析

风电安装船是海上一种可移动的海上结构物,主要有主船体、桩腿、升降机构、锁紧机构、生活区以及风电安装设备等组成。桩腿是自生式风电安装平台的重要组成部件,能够将整个平台抬升起来服务于风电安装作业,并保持整个平台的稳定性。文中基于有限元计算软件SACS,模拟某风电安装平台三条插销桁架式桩腿,桩腿节点为K形结构,每条腿有3根弦杆的典型自生式平台在风暴自存情况下工作进行计算分析,模拟自升式风电安装平台受到风、浪、流等载荷,并考虑P-Δ效应的影响,找出最大利用率发生区域及发生原因,从而对自升式风电安装平台的桩腿选型、优化设计及结构加强起到一定指导意义。