浅海桩腿自升式钻井平台地震响应分析

从自升式平台的结构特点及其在海上作业时受到海洋动力荷载作用的特点出发,分析了自升式平台结构动力分析体系和动力方程,对插桩自升式平台进行自振特性分析及其与波浪发生共振可能性分析,并重点研究了地震作用下自升式平台动力响应,用地震响应谱进行分析。

自升式钻井平台桩腿桩靴牺牲阳极应用及研究

为预防自升式钻井平台海水电化学腐蚀带来的金属结构伤害,在钻井平台生命周期有效保护桩腿和桩靴,需要选择合理的牺牲阳极类型及数量。从牺牲阳极的更换时间、阴极保护的确定、牺牲阳极的选择及牺牲阳极数量的计算四个方面进行了介绍,结合海上移动式平台检验规则,对不同位置的保护对象分别进行了计算。研究表明,结合坞检时间,通过计算设计可以选择出不同保护对象对应的标准牺牲阳极类型及数量。

自升式钻井平台插拔桩技术发展现状及趋势

针对自升式钻井平台在插桩和拔桩过程中面临的土工问题,系统地梳理插桩和拔桩涉及的关键技术。分析插桩过程中的土工试验技术、土体破坏机理、上硬下软地层承载力和桩脚滑移问题;阐述拔桩过程中的拔桩阻力计算方法和减小拔桩阻力方法的研究进展情况。在此基础上,根据目前面临的新挑战,提出今后自升式钻井平台插拔桩技术研究的重点,并预测其发展趋势。

自升式平台桩腿插拔计算软件研发

自升式平台桩腿插拔分析包括插桩深度分析与拔桩能力分析。在多年研究与工程经验基础上,总结形成系统计算分析方法,并开发专用计算软件。软件使用主流的C/S应用系统开发框架和.NET Framework 4.5,集成图形库EsDRAW3D.dll和报告书输出库EsWord.Dll实现功能设计,具体分为界面显示模块、数据输出模块、数据库模块、计算分析模块等,操作快捷、简便。专用软件的开发满足了现场工程人员对桩腿插拔批量化计算分析的需求,大大提高计算效率,保证自升式平台作业安全。

自升式平台桁架式桩腿选型及优化

为增强自升式平台桩腿选型的合理性和经济性,对柱体式、桁架式桩腿的适用范围和优缺点进行分析,并提出桁架式桩腿参数化设计变量与目标函数。在此基础上对某自升式平台桩腿结构进行优化设计。研究表明:优化后的桩腿结构具有更好的力学性能和经济性。研究成果可为自升式平台桁架式桩腿选型提供一定参考。

自升式风电平台桩腿升级改造

在某自升式风电平台的桩腿升级改造中,需要拆除4条旧桩腿,更换为4条新桩腿。文章对该项目进行分析研究,开发了自升式风电平台在码头时的旧桩腿拆除和新桩腿吊装技术,通过设计吊环安装方案和定位工装,使新桩腿吊装精度和直线度满足设计图纸要求,最终完成了桩腿升级改造任务。

自升式钻井平台大桩靴改造中冲桩系统设计

结合某自升式钻井平台桩靴加大适用性改造项目,文章分析了平台桩靴加大后的原船冲桩系统改造和冲桩管系布置,并概述了冲桩系统适应性设计原理和要求。通过使用冲桩系统仿真模拟软件,对喷嘴位置进行优化布局,并最终制定出最优生产方案。

自升式钻井平台桩靴改造方法在“鸡蛋壳地层”插桩中的应用

对自升式钻井平台桩靴进行加大改造,可以减小单根桩腿预压载压强,提升桩靴就位时安全系数,减小平台就位“鸡蛋壳地层”穿刺风险。本文基于“招商海龙9”自升式钻井平台就位恩平20-5区块桩靴加大改造实际案例;详细介绍了平台桩靴加大改造设计方案,及改造后就位相关区块实际压载情况。实际应用施工资料表明,桩靴加大改造后,桩腿预压载压强大幅减小,对应“鸡蛋壳地层”处安全系数满足规范要求,有效消除了桩靴就位穿刺风险。研究成果作为桩靴加大改造方法在“鸡蛋壳地层”插桩中成功应用案例,将为我国自升式钻井平台就位“鸡蛋壳地层”消除穿刺风险提供宝贵经验与技术指导,助力油气安全高效开发。

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。

自升式钻井平台升降控制系统设计与优化研究

本文探究了自升式钻井平台升降控制系统的设计方法,并对钻井平台的水平控制和桩腿电机的同步控制进行了优化分析。该系统由动力传动、升降控制和传感器三个模块构成,采用DCS分布式结构,以中央工控机作为上位机,PLC控制箱作为下位机。前端传感器采集载荷、速度、水平度等信号后,上传至工控机并完成分析处理,然后生成相应的调控指令并发送给下位机。利用下位机控制桩腿上的电机完成升降操作,保证了钻井平台的水平与稳定。在钻井平台上布置水平仪,将水平方向上的位移偏差转化为速度偏差,对桩腿进行独立调控,达到水平控制优化的目的;对桩腿电机使用耦合控制模式,保证了电机在和均衡、同步运行,达到了同步控制优化的目的。

自升式钻井平台压载风险预防技术探讨

自升式钻井平台就位压载过程中滑桩、穿刺是最常见而主要的风险,发生滑桩、穿刺可能对钻井平台造成不同程度的损坏.针对于此,文章深入研究了防滑桩和防穿刺技术,防滑桩技术可以从井址提前优化部署、安全距离计算入手,结合桩靴改造法、老桩坑改造法达到预防滑桩风险的效果;防穿刺技术,可先进行穿刺风险评估,避开穿刺风险较大的井址,再依据工程地质数据并结合桩靴改造、合理压载以及主动刺穿等方法达到预防穿刺风险效果.

地基边界条件对自升式平台桩腿承载性能的影响

针对深水自升式平台桩靴边界条件模拟问题,以某300英尺(1英尺=0.304 8 m)自升式平台为例,采用ANSYS有限元软件进行静力分析和极限承载力分析,对比常规铰支和弹性基础约束条件对自升式平台桩腿强度的影响,进一步探究不同桩-土边界条件对桩腿极限承载力和失效模式的影响。结果表明:弹性基础约束方式可有效降低重力二阶效应(p-Delta效应)的影响程度,使相应工况下的有效应力明显减小,在这种约束方式下计算得到的桩腿刚度更大且桩腿会率先进入塑性阶段;铰支约束过于保守;在2种边界条件下桩腿的失效模式也有较大差异。研究结果可为自升式平台的设计提供参考。

X80钢级海洋自升式钻井平台桩腿支撑管的研制

从化学成分设计、高纯均质化冶炼-连铸工艺、轧管工艺、热处理等方面,介绍了X80钢级海洋自升式钻井平台桩腿支撑管的生产情况;分析统计了该桩腿支撑管的力学性能,并与国外产品进行对比;依据相关焊接规范进行焊接工艺评定试验。结果表明:生产的X80钢级桩腿支撑管的各项性能指标达到或者超过国外同类产品,低温韧性远高于国外产品,且可焊性高。

自升式钻井平台桩腿入泥深度计算研究

开展了桩腿与海底土相互作用分析,提出了自升式钻井平台桩腿承载力计算模型,该模型考虑了插桩速度、桩靴上覆土压力、群桩效应等因素的影响。现场应用表明,本文提出的自升式钻井平台桩腿承载力计算模型在预测桩腿入泥深度时具有非常高的准确度,相对误差在10%以内。

自升式钻井平台倒K型桩腿结构优化设计

综合考虑了风浪流等环境载荷及环境载荷作用角度的影响,运用有限元软件对自升式钻井平台倒K型桩腿结构尺寸进行了优化,并基于优化结果论述了倒K型桩腿结构尺寸及其力学性能随位移约束的变化规律。研究结果表明:不同位移约束下,倒K型桩腿弦杆、横撑杆、斜撑杆及内撑杆的体积比例分别保持在77%、9%、13%及1%左右;而在相同的位移约束下,最大应力会随着作用角度的变化围绕平均应力上下波动,且波动率约为±0.0775%。

自升式钻井平台桩腿锁紧齿条的力学分析

为了得到自升式钻井平台桩腿锁紧齿条各个齿牙上载荷分布规律,对锁紧状态下齿条啮合受力情况进行分析,同时对单个齿牙不同部位的应力情况进行分析对比。结果表明,自升式钻井平台锁紧状态下锁紧齿条各个齿牙的受载是不均匀的,啮合段两端齿牙承载要大于中段齿牙的承载;由于应力集中等因素的影响,单个齿牙不同部位的承载也是不均匀的,齿根受压侧部位应力最大,齿根受拉侧和齿面上的应力较小;可以通过改变齿条齿牙的压力角、节距等参数以及齿根倒圆半径来改善齿条不同齿牙承载不均匀现象,同时可以解决齿根的应力集中问题。

JU2000E自升式钻井平台桩腿K型节点焊接残余应力分析

Ju2000E自升式钻井平台的桩腿K型节点由于焊接结构复杂,各构件采用高强度大厚板,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其评估非常困难,焊接残余应力表面测量配合应力计算是最有效的方法。采用一系列的高效计算方法实现桩腿K型节点焊接残余应力的高效计算,并通过X衍射法和小孔法验证计算的可靠性,同时通过计算机模拟软件建立的三维实体模型分析该结构的应力分布特征。计算结果表明,整个模拟件各方向的峰值拉应力出现在半圆板焊接区域表层,特别是焊趾位置呈现较大的应力集中,而焊缝材料和支撑管的屈服强度相对半圆板材料屈服强度低,故焊缝区域的各方向拉应力幅值稍低于半圆板焊接区域;整个模拟件各焊缝区域从外到内部的等效应力呈现300 MPa^600 MPa的较大应力,靠近半圆板的焊趾位置出现较大应力集中,等效应力达到600 MPa以上。

自升式钻井平台桩腿建造工艺探索

以海洋石油281/282自升式平台桩腿建造为例,从桩腿的分段划分、建造及焊接作业工艺,合拢及吊装作业步骤等几个方面系统阐述整个桩腿的建造流程,对比国内外桩腿常规建造工艺,所介绍的工艺、工装等具有创新性。

拖航状态下自升式钻井平台桩腿结构强度分析

以某一桁架式桩腿的自升式钻井平台为例,阐述了拖航工况下桩腿强度分析的一般原理,并通过有限元分析和求解,说明此类移动平台桩腿结构强度分析的过程及方法。本文提供的方法和思路,对自升式平台使用者及平台设计人员具有一定的指导意义。

自升式钻井平台桩靴改造降低穿刺风险可行性分析

自升式钻井平台是海上石油开发的重要装备,穿刺问题一直是自升式钻井平台进行插桩作业时的难题。目前自升式钻井平台作业时需要对目的层进行勘探分析、对插桩穿刺风险进行预测,具有穿刺风险的地层可采取主动穿刺法降低插桩作业风险,但主动穿刺法作业周期长,且钻孔具有回填、垮塌等问题。以EP20-5区块为例,提出了桩靴改造降低穿刺风险的方法,对比分析了海龙9号钻井平台桩靴改造前后的穿刺风险系数。预测结果表明,改造后的桩靴能有效降低穿刺风险,桩靴改造在降低穿刺风险的方法中具有可行性。