船舶碰撞中空夹层钢管混凝土导管架平台损伤分析

针对船舶与中空夹层钢管混凝土(CFDST)导管架平台碰撞问题,利用ABAQUS/Explicit非线性有限元软件建立中空夹层钢管混凝土导管腿导管架数值模型,对船舶碰撞进行数值模拟,对比分析1 m/s、2 m/s和3 m/s的3种碰撞速度下工况下导管架抗碰撞性能、耗能及损伤。从碰撞力、碰撞区域变形以及导管架能量耗散等方面详细研究中空夹层钢管混凝土导管腿作用下导管架整体的损伤模式和动力响应。结果表明:CFDST导管架在船舶碰撞荷载作用下主要由CFDST导管腿耗能,有效控制了结构整体位移变形,提升了整体刚度,有效发挥平台各构件之间组合耗能,结构抗碰撞能力得到明显提升。

不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台冰激振动试验研究

在导管架海洋平台的基础上,提出将原海洋平台四条空心钢质导管腿换为不锈钢管中管钢管混凝土导管腿,形成新型不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台,提高海洋平台抗冰防灾能力。通过对海洋平台进行1:10缩尺试验发现,不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台(简称组合海洋平台)相较于普通导管架海洋平台具有较好的抗冰激性能,以Push3为例,不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台上层甲板的峰值加速度和位移依次减小12.12%和29.40%。通过ABAQUS有限元与试验模拟结果分析发现,两者结果误差基本可控制在15%以内。对不锈钢管中管钢管混凝土组合平台和原海洋平台进行极限承载力模拟分析可以看出,不锈钢管中管钢管混凝土组合平台具有更强的极限承载能力。因此,不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台是一种较好的新型导管架式海洋平台形式。

自复位钢组合导管架海洋平台抗冰减振及自复位性能分析

基于渤海JZ20-2导管架海洋平台,把原海洋平台的导管腿替换成不锈钢钢管混凝土结构,并且在海洋平台上增设预应力拉索,提出自复位不锈钢钢管混凝土-钢组合导管架海洋平台的概念。利用有限元软件ABAQUS建立了4种不同拉索布置方式的自复位组合海洋平台模型,对不同形式的海洋平台进行冰荷载工况下的减振性能分析和极端冰荷载作用下的自复位性能分析,分析结果表明自复位组合海洋平台具有明显的减振控制效果和一定的自复位能力。

钢管混凝土组合平台抗冰弹塑性分析

海洋平台是海洋石油开采的主要方式,但是在海中经常会受到海冰破坏,造成巨大的经济损失以及人员伤亡。本文以渤海JZ20-2海洋平台为模型,发展了钢管混凝土导管架海洋组合结构平台体系,利用大型有限元软件ABAQUS模拟海冰对海洋平台作用,通过对海洋平台应力分布情况,对平台进行弹塑性分析,模拟出海洋平台在极端罕遇冰力作用下海洋平台的破坏方式。通过模拟得出钢管混凝土组合结构体系平台可以有效减少导管架海洋平台的应力,钢管混凝土导管架组合结构平台在极端冰力作用下控制振动效果较好且造价较低。

近年来世界大型海洋平台的建设

1.世界大型平台结构的分布 按地区划分,从70年代初至本世纪末已建和将要建设的大型海洋平台见表1。在列出的857座大型平台中,绝大多数位于北海海域。预计到1999年底,欧洲西北大陆架(NWECS)的大型平台建设累计达247座,近占世界大型平台总数的30％。

90年代海洋平台趋于小型化设计

未来大多数平台将被用于小面积边际油田的开发,因此平台的设计将朝着小型化和低成本方向发展。这些油田的开发方式将采用无人值守的卫星平台与现有平台配套,或是采用钻井、采油兼备的有人值守平台,从而降低平台费用。这样,当一个边际油田开采枯竭后,可将平台搬迁至新的边际油田,这对平台设计师来讲是至关重要的。