沉垫基础在水平和斜坡黏土海床上的竖向承载特性研究

准确评估沉垫基础在黏土海床上的竖向承载力对自升式平台沉垫基础在海洋环境中的安全作业具有重要意义.结合离心机试验与欧拉-拉格朗日法(CEL)大变形数值计算方法研究沉垫基础在水平和斜坡黏土海床上的竖向承载特性,首先通过T-bar贯入试验得到土体的不排水抗剪强度沿深度的分布规律,然后进行两种底面形状的沉垫基础在软黏土海床上的竖向承载特性离心机试验,最后结合CEL大变形数值方法对沉垫基础的竖向承载特性进行探讨,分析沉垫基础在不同坡度海床上的承载力和土体位移变化.研究结果表明,沉垫基础荷载-位移曲线没有明显峰值,正方形基础承载力略高于长方形基础;在基础入泥过程中,土体超孔压发展规律与荷载-位移曲线的变化规律基本一致,竖向荷载大部分由超孔压承担;随着海床坡度增大基础承载力逐渐减小且基础底部土体有向坡角方向滑移的趋势,可能导致海床发生滑移破坏,工程中应尽量避免在坡度较大的海床区域作业.

沉垫型自升式平台拖航状态强度分析

采用势流理论 ,考虑辐射和绕射的影响 ,计算了作用在平台上的波浪动压力 ,并定义了三组设计波 ;基于有限元模型计算得到了主船体、沉垫、桩腿和固桩架等结构在设计波下的应力分布 ;分析了沉垫型自升式平台拖航时的载荷与结构响应特点 .结果表明 ,沉垫在斜浪下的结构响应是平台拖航可行性的制约因素 ;在拖航状态中 ,桩腿最危险部位在沉垫和主船体之间 ;在满足平台稳性的前提下 。

九十米水深储油自升式平台的沉垫设计

我国海洋石油开发中广泛应用自升式平台,将自升式平台的沉垫设计为储油舱,使其具有水下储油功能。对储油自升式平台的沉垫进行结构设计,在舱室布置中提出两种模式。根据环境载荷,应用ANSYS软件对结构进行强度校核。结果表明:结构各部分均满足规范关于强度的要求。同时经对比优选,两种舱室布置模式均可行,且不设浮力舱更合理。

海洋平台沉垫的波浪载荷试验研究

本文通过对海洋平台沉垫的波浪载荷试验研究分析，着重研究了在规则波中平台沉垫总体波浪载荷和局部水动压力分布的情况，定性地考察了非线性影响、浅水影响的重要性，为今后波浪理论中粘性的引入。

用钻井船沉垫贮油的可行性

试验研究证明高凝原油采用水下贮油技术是可行的,本文论证在渤海冬季水温低,原油凝固点高,在不保温的条件下用钻井船沉垫贮油也是可行的。

沉垫自升式平台就位过程运动响应频域与时域分析

针对沉垫自升式平台在下放过程中四角系有锚链且处于漂浮状态,在风、浪、流的作用下会产生六个自由度的运动响应,若响应过大,会影响平台的正常安装甚至危及平台安全。采用三维势流理论和Morison公式,运用大型水动力计算分析软件SESAM,分别在频域和时域范围内对平台就位过程的运动响应进行了分析,并通过锚链的张力时历曲线对锚链的强度进行校核。结果表明,波浪的入射角和周期对平台运动有很大的影响,且纵摇和横摇对波浪的入射方向更加敏感,时域范围内考虑平台和锚链耦合作用影响下平台的运动响应和频域范围内短期预报的最大值相差不多,平台在此工况下具有良好的运动性能,在频域和时域范围内平台的运动均满足施工要求,锚链受到的张力符合强度要求。

自升式平台沉垫贮高凝点原油的模拟试验研究

自升式平台沉垫贮油是实现简易生产设施的关键技术之一。为了搞好该项技术的开发应用,减少技术风险,针对自升式平台沉垫改装设计要求,做了模拟试验研究。本文叙述了模拟试验研究的方法及试验研究的结论。

平台沉垫垂直波浪力工程计算与坐底稳定性

在工程实际中,尤其是平台方案论证和初步设计时,常需要较快地估算出平台的波浪荷载。本文应用F—K法进行求解,推导出实用的沉垫垂直波浪力的工程计算公式,并且根据一系列模型试验确定出附加的绕射效应和质量效应。据此编制程序的计算结果与国外发表的有关资料相当接近。文中给出了一个平台的计算实例。此外,本文还对沉垫垂直波浪力与平台坐底稳性的影响进行了分析。

自强号生产平台沉垫贮油系统设计

水下油罐贮高凝原油国内外尚无应用的先例,本文论述了自强号生产平台用沉垫贮油,并提出了采用水下贮油的技术问题、设计研究的基础、设计的思路与方法。同时也介绍了沉垫贮油工艺流程系统的设计。

排除沉垫压载水的自升式平台稳性分析

沉垫自升式平台排除沉垫永久性压载水,以减少吃水,才能进入浅水海域作业。通过在ZenStab软件中对沉垫自升式平台建模计算的方式,分析了其在25.8m/s风速下的完整稳性和破舱稳性,验证了排除沉垫压载水后的平台进入浅水海域作业的可行性。

某自升式沉垫型平台抗滑移风险分析

随着海上油田的进一步开发,海上钻井平台钻探任务不断加重,自升式平台需要在不同油田的井位进行就位作业,为了保障就位作业的顺利进行,需要进行自升式平台在该井位的入泥深度及稳定性分析。在自升式平台作业期间,可能会遭遇恶劣的海况,需要研究分析自升式平台在某井位作业时发生侧滑的可能性,并推算可承受的最大风速。通过建立某自升式平台沉垫入泥深度模型和侧滑移模型,根据QHD32-6平台场址工程地质调查,结合抗滑移软件计算得出该自升式沉垫平台裙板在该井场场址的入泥深度、稳定性和极限环境条件。

储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响研究

为了研究海洋环境中储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响,采用Froude-Krylov假定法计算沉垫所受波流力,并在ANSYS中建立有限元模型,分析对普通自升式平台和沉垫自升式平台桩腿最大应力的变化规律。研究结果表明:当沉垫距离海平面较近时,沉垫所受波浪载荷是桩腿应力的主要来源,其应力值高于相同位置的普通自升式平台,风载荷是后者桩腿应力的主要来源;当沉垫距离海平面较远时,沉垫所受海流的F-K力可忽略不计,普通自升式平台桩腿最大应力高出沉垫自升式平台。最后指出储油沉垫增加了桩腿的结构强度。

平台沉垫波浪力工程计算与坐底稳定性

在平台方案论证和初步设计时,常需要较快地估算出平台的波浪载荷。为此,编制了F-K法计算波浪力的程序,并根据国内外一系列模型试验来确定附加的绕射效应和质量效应,计算结果与已发表的资料相当接近。关于垂直波浪力对坐底稳定性的影响也进行了分析。

沉垫支持式平台底部流场分布规律的实验研究

座底式平台的底部受到海浪与海流的作用后,要产生涡旋。在浅海,其中海流的作用尤其重要。海流及涡旋特使平台底垫周围地基产生冲刷和淘空现象。论文通过试验,应用PIV技术对底垫周围流场的分布规律进行了研究,进而分析涡旋对座底式平台底垫周围地基冲刷和淘空的影响及引起冲刷、淘空的主要原因。

不同底质海床上自升式平台矩形沉垫的渗流力研究

自升式海洋平台具有良好的移动性,可在各种不同底质的海床上作业,在不同工况下自升式平台的大尺度矩形底座和沉垫会受波浪、海流和海床渗流力的作用。基于渗流力学的基本理论,验证ABAQUS有限元软件模拟海洋平台沉垫渗流问题的可行性与精确性,探讨海床不同底质对平台沉垫底部渗流力的影响规律。

海洋黏土超固结性和结构性对沉垫基础离底吸附力的影响

我国近海区域海床表面广泛存在一层深厚软黏土,具有一定的超固结性与结构性。自升式海洋平台沉垫基础的离底吸附力对海上平台的起浮回收影响显著。通过数值方法模拟了沉垫基础的作业工况,将可以描述土体超固结性和结构性的弹塑性本构模型通过UMAT子程序嵌入有限元软件ABAQUS中,采用可以描述材料强度破坏和刚度衰减的黏结接触模型模拟基础底与海床的相互作用,并通过现场模型试验对数值模型进行了验证。在此基础深入探讨了黏土海床超固结性和结构性对基础离底吸附力的影响规律。研究结果表明:沉垫基础上拔时,底部会产生负孔隙水压力,随上拔时间先减后增,且沉垫基础边缘位置率先发生离底;黏土超固结性越强,离底吸附力越大;黏土结构性越强,离底吸附力越小。

箱型沉垫地基吸附力作用机理及影响因素

坐底式平台与自升式平台在浅海油气开发中得到广泛应用。坐底式平台与沉垫式桩脚自升式平台的沉垫在坐底时与海底地基相互作用,产生地基吸附力,而极限地基吸附力的作用机理及其影响因素一直是计算分析的难点。通过土体应力场与渗流场耦合场的非线性分析,提出大尺度箱形沉垫与海底地基吸附力的作用机理及计算方法,并对土体参数、上拔速度和沉垫底部开孔等研究,明确地基吸附力的影响因素,提出减小地基吸附力的可行方案。

2 500 t沉垫自升式风电安装平台稳性分析

带有沉垫的自升式平台是较为特殊的一种平台,而其稳性分析相比常规的桩靴式自升式平台也有所不同。文章研究了一型沉垫自升式风电平台的拖航稳性和沉浮稳性,在破舱稳性计算中增加了对于空舱未设置舱底水系统时的特殊考虑,按照规范对坐底式平台的要求校核其沉浮稳性,并提出平台沉浮过程中重心变化的便捷计算方法,可以为类似平台的稳性计算提供借鉴。

2500 t沉垫自升式海上风电安装平台设计与布置

介绍某型沉垫自升式海上风电安装平台的总体参数及性能、沉垫设计和船体布置,并结合海上风电施工作业的要求,分析在设计该平台时需要考虑的一些特殊因素。该平台针对海上风电施工作业所进行的特殊优化布置,可为类似风电安装平台的设计提供借鉴。

新型自升沉垫式平台沉垫吸附力消除系统

沉垫式自升平台与普通插桩式平台相比,有着下陷深度浅、不用插拔桩等优势,但随之而来的问题是由于沉垫与海床接触面积过大,在回收沉垫时需要克服的吸附力也明显增加。为此,介绍一种新型的消除沉垫吸附力的设计方案。该新型的沉垫吸附力消除系统减少传统冲桩的布局,减少船员现场操作,且因沉垫和床腿非钢性固定,提出泵布置在沉垫上部,为今后消除沉垫吸附力的设计提供借鉴。