网衣对自升式桁架网箱结构响应的影响

自升式桁架网箱凭借便于将养殖箱体下潜入水的结构特性,为更好地适应深远海养殖极端环境提供了一种选择。网衣作为桁架网箱关键部件,通过纲绳系缚于桁架管上,在外部环境载荷作用下可能会对网箱主体结构强度产生影响。针对一种自升式桁架网箱,基于SESAM/GeniE建立其有限元分析模型,分析了在有无网衣及不同网衣参数条件下的网箱主体结构响应。结果表明:网衣对网箱主体结构响应评估存在较大影响,尤其在流速较高时,网衣阻力大幅增加,直接影响网箱桩腿受力和桁架利用系数(Utilization factor,UF)值,证明在校核网箱主体结构强度时不可忽略网衣的作用;不同网目群化比下,网衣对自升式深海网箱整体结构响应评估结果影响不大,在网箱主体结构响应仿真计算中可以考虑使用较大的网衣群化比来提升计算效率;网衣系缚纲绳数量变化对网箱主体结构的响应评估基本无影响,但增加系缚纲绳可以有效减少纲绳受力。

自升式平台桩靴周围土体冲刷机制及数值模拟

为了评估自升式平台插桩后桩靴周围土体受波流-海流作用局部冲刷的安全性,基于计算流体动力学通过数值模拟建立波流作用下的桩靴周围土体局部冲刷的三维有限元数值模型,通过求解Navier-Stokes方程,准确模拟桩靴周围流场变化情况;基于现场作业场址参数和实际海况条件下建立适用于自升式平台桩靴周围土体局部冲刷的工程分析方法,将数值结果与试验结果进行对比;讨论自升式平台在不同入泥深度和作业周期下桩靴周围土体局部冲刷问题。结果表明:波流共同作用下自升式平台桩靴入泥深度对桩靴周围土体局部冲刷深度具有较大影响,当桩靴入泥深度越小时,桩靴周围越容易发生局部冲刷;基于桩靴不同入泥深度工况针对性地制定冲刷防护措施,降低桩靴周围土体局部冲刷深度,有效降低工程作业风险。

自升式平台遗留桩坑及周边土体的时空变化特征——以废弃黄河水下三角洲埕岛地区某井场为例

本研究选择废弃黄河水下三角洲埕岛地区的一个典型井场,基于多年水深测量、浅地层剖面探测、工程地质调查资料,详细分析正常固结饱和软黏土为主地层上遗留桩坑及周边土体的时空变化特征。刚形成的桩坑由一个初始泥线以下深度0.33 D (桩靴直径D)、直径2 D的具有双坡结构剖面的凹坑和一个土体强度分布高度异质性的剖面组成。土层破坏以冲剪破坏为主,原始海床以下至稍微延伸到桩靴贯入深度以下的范围被剧烈扰动,在水平方向上强烈扰动出现在距插桩中心线0.5 D范围内,1 D之外的土体影响较小。受扰动的土层可划分为六个性质不同的区域。随后桩坑逐渐趋于夷平,内外土体工程性质也不断发生变化,地层剖面从“软–硬”结构变成了“硬–软–硬”结构,重塑土体强度随时间逐渐恢复,直至超过原状土和重塑区以外土体强度。最后还讨论了桩坑的形成机理及桩坑对二次插桩的影响。

基于模型拖曳试验与CFD阻力计算的自升式平台主机功率估算

为了确定具有自航能力的自升式平台主机功率,分别采用缩尺比模型拖曳试验与CFD数值计算两种方法计算设计航速下平台模型的静水阻力,分析阻力中各主要成分的比重,结合实尺度平台CFD计算结果对实际平台的阻力和主机功率进行估算,试验与数值分析结果均表明,平台首部存在水流堆积现象,平台的粘压阻力较大,占总阻力中的比重也大;采用二因次法从缩尺比模型阻力推算到实尺度平台阻力会有较大误差,采用实尺度CFD计算方法给出较为合理的平台主机功率估算结果。

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。

漂浮状态自升式改装平台波浪运动响应

为满足跨海桥梁的施工要求,将半潜驳船改装为施工平台,为了解其在漂浮状态下的波浪动力特性,基于势流理论建立波浪与自升式改装平台的三维全尺寸数学模型。通过时域内的水动力计算,对自升式改装平台处于漂浮状态时,桩腿下放不同深度以及不同来浪方向的平台运动响应进行分析。计算发现:当平台桩腿下放不同深度时,改装平台整体处于稳定状态,其整体运动响应与平台自身尺寸相比都很小;在不同来浪方向波浪作用下,改装平台在水平方向与垂荡方向的运动响应幅度和运动轨迹不同,平台在桩腿下放过程中需要尽可能保证迎浪面积小。所得结论对深水自升式平台在漂浮状态的整体稳定性研究具有一定的指导意义。

基于代理模型的自升式海洋平台桩靴结构优化

自升式海洋平台桩靴作为平台的重要组成部分存在结构庞大笨重、应力分布不均等问题,以自升式海洋平台JU2000E桩靴为研究对象,应用Ansys软件建立有限元模型,依据美国船级社(ABS)规范对其在预压载工况和风暴自存工况下进行强度分析与校核,采用桩靴各结构板厚作为优化设计变量,通过最优拉丁超立方抽样选取样本点,结合径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络算法建立设计变量和各响应的代理模型,并基于第二代非劣解遗传算法(NSGA-Ⅱ)对桩靴进行多目标优化。对优化后的桩靴进行仿真验证,桩靴重量减轻、应力减小且分布更均匀。

自升式井口平台总体方案设计与关键技术实施

海上井口平台通常采用导管架,为有效开发海上边际油田,提出自升式井口平台理念。介绍该平台的整体方案设计、系统主要配置和应用操作,阐述其与常规自升式平台的不同之处、总体设计原则和关键技术、增加座底稳定性的做法。目前,自升式井口平台已在海上成功应用,对加快我国边际油田的开发、挖掘海上油气资源具有重要意义。

桁架桩腿自升式平台齿条相位差分析研究

在就位过程中,桁架桩腿自升式平台会产生齿条相位差,在桩腿与平台主船体接触位置产生极大的附加弯矩,导致平台主体下导向位置的桩腿撑管发生屈曲失效。本文以某平台为研究对象,采用ANSYS软件建立平台三维时域有限元模型,并通过生死单元技术实现自升式平台升船过程实时模拟与RPD值预测;根据RPD值的变化情况将升船过程划分为4个主要阶段。在此基础上,对3种风速工况下平台RPD变化特性进行分析,从而判断升船阶段风速对RPD的影响。依据掌握的RPD与桩腿应力的变化规律及许用RPD值,提出一套RPD控制方法,为确保平台就位升船作业安全提供依据。

自升式平台地基稳定性分析方法研究

地基稳定性对于自升式平台的安全生产至关重要。首先,介绍了国际上常用的关于自升式平台在位分析规范(《ISO 19905-1》和《SNAME 5-5A》)中地基稳定性校核方法;随后,引入工程算例,并对平台地基稳定性进行了校核。结果表明,目标作业地点的地基竖向-水平承载力和抗滑能力均满足两种规范要求。由于两种规范中对于竖向极限承载力的确定存在差异,导致地基竖向-水平承载力包络线存在差别,且依据《ISO 19905-1》规范校核结果更加保守。

自升式平台动力系统配置研究

本文研究了目前自升式平台常用的动力系统,并且针对市场主流的柴油发动机、原油发动机、双燃料发动机及天然气发动机进行选型分析,对同等能力条件下,燃料费用、尺寸、重量、排放、维修及投资方面等进行比较并且推荐选型方案。

基于贝叶斯算法的自升式平台桩靴基础砂-黏地层峰值阻力预测

自升式平台在含有砂-黏地层井位就位过程中,受下卧软土层影响,易发生桩靴大位移贯入下卧地层造成穿刺破坏,准确预测桩靴基础砂-黏地层峰值阻力及相应深度,对保障平台安全至关重要。基于已有离心机模型试验数据,通过引入服从Beta-PERT分布的不确定性因子,构建了自升式平台桩靴基础砂-黏地层潜在峰值阻力及对应深度的先验概率和似然概率计算模型;结合桩靴贯入过程中的监测数据,利用贝叶斯算法计算并持续更新后验概率,以提高桩靴基础砂-黏地层峰值阻力的预测精度。在此基础上,通过反分析25组离心机模型试验,对基于贝叶斯算法的桩靴基础砂-黏地层峰值阻力预测方法的有效性进行了验证。结果表明,相较于现行ISO规范和SNAME规范推荐的荷载扩展法和冲剪法以及新近发展的3种峰值阻力计算方法,基于贝叶斯算法的概率预测方法可有效提高桩靴基础砂-黏地层峰值阻力的预测精度。研究成果为自升式平台桩靴基础在含有砂-黏地层井位就位安全评估提供了方法支持。

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。

基于模糊控制的自航自升式风电安装船动力定位方法

常规的自航自升式风电安装船动力定位方法主要使用MOSES软件进行模拟调载定位分析,易受潮汐动态变化影响,导致船动力定位效果不佳。基于模糊控制设计了一种全新的自航自升式风电安装船动力定位方法。计算了自航自升式风电安装船环境荷载,利用模糊控制生成了风电安装船动力定位曲线,从而实现了自航自升式风电安装船动力定位。实例分析结果表明,设计的自航自升式风电安装船模糊控制动力定位方法的定位效果较好,具有可靠性,有一定的应用价值,为提高海上风电施工安全性作出了一定的贡献。

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。

基于液压自升爬模技术的悬索桥索塔施工关键技术

为探究基于液压自升爬模技术的悬索桥索塔施工关键技术,以甘肃省某高速公路上特大跨径悬索桥索塔施工为工程背景,首先结合地质条件和结构特点,对索塔施工过程中的重难点进行分析,并提出了应对控制措施;其次在重难点分析和应对控制措施基础上,提出了索塔总体施工技术方案;最后详细论述了液压自升爬模索塔施工关键技术,并提出了索塔施工质量保障措施。

海上油田应急救援自升式平台就位优选关键技术

为准确、有效贯通应急救援井与井喷事故井的通道,需要优选应急救援井位置和合理匹配钻井装置。开展水深122 m以内自升式钻井平台救援井就位优选关键技术研究,包括潮流流向优选、风向优选、浅层地质灾害性特征风险规避、钻井平台优选、救援井钻井设计等。钻井平台优选解决了水深与钻井装置作业能力合理匹配问题,使用全新计算公式后,预测精度由原来的70%上升至90%,有效保障海上大型设施安全,可为国内海上油田井控技术体系建设前期基础性研究提供参考。

自升式钻井平台拖带浅析

本文结合自升式钻井平台常规拖航作业模式,结合自身作业经验对其深入进行浅析。首先概述了拖航和自升式钻井平台的定义,以及拖带和平台的分类。接着,深入分析了当前多数船舶配备的拖曳装置、拖航前的有关准备工作,依次从挂拖、起拖离场、航渡、临时插桩点选择、平台的入场就位等方面对作业程序进行详细阐述。本文旨在为自升式钻井平台拖带操作提供理论支持和实践指导。

自升自航式深水风电安装平台设计

为满足国内外固定式海上风电场未来大兆瓦风机的安装需求,结合未来海上风机安装作业的特点,借鉴国际同类船舶的先进设计理念,开展自升自航式深水风电安装平台的总体设计研究。从平台概况、结构与性能设计、轮机主要系统设计、电站配置方案、发电机组冷却系统配置和风机吊装设备配置等方面进行系统分析,为未来海上风机的发展和同类型风电安装平台的设计提供参考。

海上自升式平台压载水处理方案设计研究

《2004年国际船舶压载水及沉积物控制和管理公约》于2017年9月8日生效,对于此日期及以后建造的国际航行船舶要满足此公约要求。海上自升式平台作业工况及压载原理与航行船舶有很大不同,如何优化设计自升式平台压载水处理方案对平台设计和建造有非常重要的影响。本文对压载水处理技术和压载水公约作简要介绍,然后对自升式平台压载系统原理和处理方案进行详细研究,最终给出一种海上自升式平台压载水处理优化设计方案。