基于AQWA的2种立柱结构的半潜式海洋平台水动力特性研究

本文在现役海洋平台结构基础上,设计2种不同立柱式结构的半潜海洋平台。首先,根据2种不同立柱结构平台设计的主要参数,建立平台的三维模型;其次,建立2种平台的水动力模型,在相同的环境载荷下,运用AQWA软件对其进行数值模拟,得到2种平台频域下的水动力运动响应等数据,对比研究水动力的关键因素对不同立柱结构平台的影响;最后,在Ansys/Workbench中对2种平台的运动响应(RAO)进行后处理分析,得到结果与函数曲线吻合,从而为平台试验模型的搭建提供理论基础。

圆筒形超深海半潜式钻井储油平台运动特性分析

使用Pro/E软件对SEVAN 650平台和GVA 7500平台建模,将模型导入ANSYS Workbench程序的Hydrodynamic Diffraction模块,计算出2座半潜式钻井平台南海海况风暴自存状态下的运动响应幅值算子,得出2座平台各自的垂荡、横摇和纵摇特性曲线,进而对2座平台南海海况风暴自存状态下的运动特性进行对比分析.结果表明:SEVAN 650圆筒形半潜式平台在原油存储性能和甲板承受可变载荷性能优于GVA 7500平台的前提条件下,其在风暴自存状态时具有比GVA 7500更优的抗倾性能,但SEVAN 650平台在风暴情况下的垂荡响应幅值需要进一步减小.

基于多策略QPSO的半潜式起重平台立柱快速压载舱优化研究

本文针对某半潜式起重平台的立柱快速压载舱,建立了多目标优化模型,用以最小化压载时间和压载水调节量。提出了一种新颖的多策略QPSO算法(MSQPSO),用于求解该多目标优化问题。在标准QPSO算法的基础上,MSQPSO引入了最优个体多模式扰动和局部吸引子高斯扰动等多种策略以提高优化性能,同时通过仿真实验将所提的MSQPSO与已有的智能优化算法进行了对比。实验结果表明,所提的多目标优化模型可用于提高半潜式起重平台的压载效率,并且MSQPSO的优化性能远远好于已有算法。

均匀流作用下三立柱轻型半潜式生产平台涡激运动特性数值研究

三立柱轻型半潜式生产平台是一种新型多功能高效平台,可广泛用于中等水深及深水边际油气田开发。但在一定的来流条件下,立柱后方会产生漩涡脱落,导致平台发生涡激运动现象,从而影响平台的海上作业。基于分离涡模拟(detached eddy simulation,简称DES)方法,对具有三立柱和深吃水特点的非传统型半潜式生产平台的涡激运动响应特性开展数值模拟研究,从运动响应幅值和频率、运动轨迹及水动力系数等多个角度分析其在不同流向角和不同折合速度下涡激运动响应的关键特征和锁定范围。研究表明,三立柱轻型半潜式生产平台的横向运动响应由其受到的脉动升力主导,在折合速度7.0≤Ur≤10.0区间内发生锁定现象,且在180°流向角时幅值达到最大,约为立柱直径的59%;首摇运动在0°流向角时达到最大响应幅值4.9°,且锁定区内的响应频率接近其首摇运动固有频率;其运动轨迹主要表现为沿着横向的直线往复运动。

立柱附体对半潜式平台水动力性能的影响

增加立柱附体是改善半潜式平台性能的常用措施之一。文章为研究立柱纵向增加附体以及改变附体形状对半潜式平台水动力性能的影响,通过数值计算和模型试验,分析了立柱附体对平台运动固有周期和阻尼、平均波浪力、运动RAO以及不规则波作用下运动响应等的影响规律。结果表明:纵向立柱附体可以减小平台纵向平均波浪力以及平台的纵摇运动RAO,可显著改善平台在极端海况下的垂向运动响应;立柱附体的截面形状变化则几乎没有影响。

立柱截面形状对半潜式平台涡激运动特征影响试验研究

基于模型试验方法,开展立柱截面形状对半潜式海洋平台涡激运动影响的研究。对立柱截面形状为圆形、方形的半潜式平台分别进行平面内三自由度涡激运动特征测定,得到不同工况下平台横荡、纵荡和艏摇运动的无量纲振幅与约化速度的相关性以及平台各向受力特征。试验结果表明立柱截面形状对半潜式平台的受力频率、响应幅值等涡激运动特征值有较大影响:各个流向下方柱半潜式平台的纵荡运动均观察到"驰振"现象,而圆柱平台纵荡运动是否发生"驰振"现象与来流方向密切相关,并且当"驰振"现象发生时,2个平台纵荡运动频率均稳定于0.38 Hz附近;整个约化速度范围内,方柱平台所受涡激升力与艏摇力矩频率主峰值之比基本保持1∶1关系,圆柱平台在非锁定区和锁定区内涡激升力与艏摇力矩频率比为1∶1,在超锁定区变为1∶1.5;多数工况下圆柱平台的横荡幅值明显大于方柱平台,而方柱平台的艏摇响应幅值远大于圆柱平台,最大幅值可达20.35°。

三立柱型半潜式平台上部组块总体布置研究

三立柱型轻型半潜式生产平台是一种新型平台,具有优秀的经济性和安全可靠性,可在深水海域进行生产和钻井作业。三立柱平台与传统的四立柱生产平台相比,具有平台整体利用率高、总成本低等特点。针对该半潜式平台的特点,对平台的上部组块总体布置要点进行研究,为今后南海深水边际油田开发做好技术储备,并可为类似平台的设计提供一定借鉴和参考。

三立柱型半潜式生产平台船体疲劳特点分析研究

三立柱轻型半潜式生产平台是一种极具成本优势的新型海洋石油开发平台,可用于中深水海域油气开发生产、钻完井和修井作业。与传统的四立柱半潜式生产平台相比,三立柱轻型半潜式生产平台结构重量轻,建造和安装周期短,设施利用率高,EPCI总成本低。由于船体几何形状的自身结构特点,三立柱半潜式平台船体结构的疲劳载荷、总体结构响应及疲劳关键区域,均与传统四立柱半潜式平台有所不同。论文探讨了半潜式平台的谱疲劳分析方法、流程以及适用性,并针对该平台的船体结构特点,对平台船体疲劳载荷、关键疲劳区域位置、关键疲劳区域结构设计及改善方案进行分析研究,验证了新型三立柱式半潜生产平台的结构疲劳可靠性满足规范要求。

新型三立柱半潜式平台涡激运动特性试验

为研究新型三立柱半潜式平台的涡激运动特性,开展平台在系泊状态下的静水拖曳试验,分析其在3种不同流向角、不同折合速度以及不同系泊布置条件下的涡激运动响应与载荷特性。研究结果表明:三立柱新型半潜式平台横向运动响应主要与其受到的脉动升力有关,在折合速度Ur为6~10的区间发生“锁定”现象;在流向角为60°时,平台横向运动最显著,标称响应幅值达到最大值,为立柱直径的0.736倍,而首摇运动标称幅值在0°流向角,折合速度Ur=10时达到最大,约为9.63°。此外,平台横向运动比较明显,纵向运动相对较小,“锁定”区的运动轨迹主要表现为垂直于来流方向的直线运动。在60°流向角下,2种系泊方式对平台横荡运动有一定影响,0°和30°流向角下改变系泊方式后的影响不大;0°流向角下,不同的系泊方式对平台首摇运动影响较大,30°和60°流向角时影响较小。

三立柱高效半潜式生产储油平台船体结构设计

半潜式平台作为典型的浮式平台之一,广泛应用于海上石油的钻井和生产。以三立柱高效半潜式生产储油平台为目标平台,通过该平台进行半潜式平台总体结构设计、船体结构规范设计和总体强度分析。在该平台的船体结构设计过程中,首先应用先进的水动力理论对平台进行分析,优化外形和主尺度,再根据ABS和DNV等规范编制出计算表格和小程序进行平台船体结构的主尺度设计,之后根据规范设计得来的船体结构参数进行总体强度计算,最后根据有限元分析计算结果确定船体结构。整个设计过程和所取得的成果对相同类型的浮式平台有一定的参考价值。

BINGO9000半潜式钻井平台疲劳强度分析

本文对BINGO9000半潜式钻井平台进行了疲劳强度分析。首先 ,建立了该平台整体三维有限元模型 ,结合北海波浪长期分布资料 ,计算了72种波浪载荷工况下的整体结构应力 ,为管节点结构局部应力分析提供边界条件。其次 ,建立了管节点结构局部有限元模型进行疲劳强度分析。在计算管节点结构应力范围时 ,本文应用热点应力法 ,并根据DNV规范提供的S -N曲线 ,以及Miner线性疲劳累积损伤准则计算出管节点结构的疲劳寿命。本文最后给出了一些有意义的结论 。

三立柱半潜式平台的上部组块人字形甲板设计

为适应三立柱式平台的船体结构,对三立柱半潜式平台的上部组块结构设计思路进行探讨,设计研究一种高效、经济的三立柱半潜式平台甲板结构设计方案,该设计基于三立柱半潜式平台的上部结构,也适用于三立柱张力腿平台及三立柱深吃水立柱式平台的上部结构。通过SACS软件对三立柱半潜式平台的甲板结构进行计算校核,验证人字形甲板设计的可行性,发现人字形甲板的双层桁架式结构可以在70m以上的跨度满足甲板强度要求。与箱型结构的甲板相比,桁架式结构具备更好的空间优势、结构强度优势和结构冗余度,使其应用于大跨度三柱半潜式平台时,有更好的结构强度和更轻的结构重量等优势。

半潜式平台工作原理和结构特点分析

半潜式平台工作原理、性能特点、类型、结构组成和特点分析,设计工况及其在近海石油勘探开发中的作用。

全球海上油气浮式生产装置概述——浮式生产装置主要有浮式生产储卸油装置、半潜式生产平台、张力腿平台、深吃水立柱式平台

海上油气生产装置对于海上油气生产至关重要，主要包括浮式生产装置（MOPU）和坐底式生产平台。浮式生产装置因其适用的水深范围宽（大部分用于深水）和机动性强，近年来发展很快。浮式生产装置主要有四大类（图1）：浮式生产储卸油装置（FPSO）、半潜式生产平台（Semi）、张力腿平台（TLP）和深吃水立柱式平台（Spar），它们分别于1977年、1975年、1984年和1996年首次投入使用。

“南海2号”半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析

对“南海 2号”半潜式钻井平台的一种改装方案的运动响应和波浪荷载进行计算与分析 ,结果表明按该方案改造后 ,“南海 2号”半潜式钻井平台的运动响应性能优良 ,适于在我国南海深水域工作。

前言——记超深水半潜式钻井平台“海洋石油981”研发与应用

我国油气供需矛盾日益突出,2013年我国原油对外依存度超60%。党的十八大提出了"提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国"的重要战略构想。走向深海,实现南海油气资源的有效开发是实现"海洋强国"战略目标的重要组成部分。近十年,全球重大油气田的发现主要来自深水。我国南海蕴藏着丰富的油气资源。

大型半潜式钻井平台高压配电系统的开发研究

对大型半潜式钻井平台高压配电系统进行了开发研究。该系统由八台相同型号的柴油发电机组和一台应急柴油发电机组 ,构成两个独立的发电及配电系统。系统包括以下组成部分 :两个 11kVAC高压配电盘 ,每个配电盘连接四台发电机 ;两个 6 90VAC低压主配电盘 ;八组动力定位电动机调速配电系统 (ASDS) ;应急发电机组提供 6 90VAC电压 ;两台不间断电源(UPS)为主控系统提供 2 30VAC电压。在系统中 ,两个 6 90VAC低压主配电盘通过电缆和断路器交互馈接 ,两个 11kVAC高压配电盘分别安装在两个专用配电室内 ,也通过断路器将它们互相连接起来 ,并根据需要进行分断或接通控制。各配电盘经由变压器或断路器的配电 ,均由安全及自动控制系统 (SAS)进行遥控。

深水半潜式平台锚泊系统动力响应研究

以一座工作水深为1500m的深水半潜式海洋平台为研究对象,建立了风、浪、流随其特征参数在空间和时间区域内的表述模型,对平台进行锚泊系统时域耦合分析,找出了平台在六个自由度方向的动力响应对平台稳定性的影响程度以及布锚方式对系泊线张力分布的影响,为深水锚泊定位系统时域耦合分析提供方法基础,并能够进一步为平台的安全性能运营管理提供模型和数据支持。

供应船与半潜式支持平台碰撞的数值仿真分析

为了解供应船舶与半潜式支持平台碰撞的典型特征以及被撞立柱内不同结构的响应特征,基于通用有限元软件建立供应船与平台的三维有限元模型,选择合适的附加质量系数、材料参数及网格密度,对两者在不同碰撞位置以及不同碰撞速度下的碰撞力、结构破环情况以及能量转化规律进行分析,得到被撞平台典型的响应特征及立柱内不同结构的响应规律。