单锚链系泊稳定性研究

船舶多锚链系泊在一定程度上限制了船舶的漂移和偏荡,明显地降低了船舶的冲击力,过驳平台船为了在较平稳的状态下进行装卸,在受限水域中应首先考虑采用多点系泊.在求得锚碇系统各锚链上所受的外力后,可按本文导得的悬链线或抛物线方程求得锚碇系统各参数值.本文通过实例,根据锚地水深选择锚链直径φ,并确定能保证可靠锚泊应配置的最小锚链长度S_0和卧底链长度L_1并对所选锚链进行强度校核.选定铁锚或钢筋砼锚块及其埋深,按锚碇型式确定抓力系数,进而确定铁锚或钢筋砼锚块的重量.

波浪作用下锚链系泊浮式防波堤动力响应的数值模型研究

浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。

锚链系泊系统完整性管理研究与运用

中海油现役单点系泊式FPSO共有16艘,关于该类设施的管理和技术,目前国内外规范仅涉及系泊系统的初始设计分析,没有提供针对设备的详细设计和整个系泊系统生命周期的运维管理和操作指南等文件。文章详细分析这些实际存在的状况,提出并论述了系泊系统完整性管理应遵循的管理环及技术环,介绍了管理环及技术环各阶段需考虑的要点,阐述了完整性分析在内转塔系泊系统中的运用,给出了完整性管理要点及其与故障的对应关系,供管理者和操作者参考。

系泊锚链配重链替代配重块工程实践

海洋石油111FPSO单点配重块丢失严重,利用配重链替代丢失的配重块,并且实现了在线维修。更换后,有效地降低了FPSO运动对系泊锚链本体的冲击负荷;同时,在维持系泊惯性矩不变的条件下,弥补了配重块在极端海况条件下容易丢失的缺陷。

浮式海洋平台系泊锚链拖曳力系数数值分析与实验研究

该文针对浮式平台系泊锚链,运用物理模型实验测得系泊无挡锚链在不同流态下的拖曳力系数CD,并分析其变化规律。运用CFD的方法,采用湍流模型LES和κ-ωSST,计算系泊无挡锚链的拖曳力系数CD,结合物理实验结果,比较分析得出较为精确的湍流模型。在此基础上,推算了实际海洋工程环境中系泊锚链拖曳力系数随雷诺数与来流方向的变化规律,并给出工程建议。

考虑腐蚀磨损的全生命期内锚链极限强度和疲劳演变分析

系泊锚链在海洋环境中会受到整体腐蚀以及链环磨损的影响,在环境载荷的作用下极易出现疲劳破坏和极限破断问题。本文以无档锚链为研究对象,根据南海典型海况建立考虑腐蚀磨损的系泊锚链关键位置全生命期的损伤模型;提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链极限强度演变评估方法,采用有限元法计算锚链极限破断张力;提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链OPB疲劳损伤评估方法,利用热点应力集中系数根据张力时程曲线和转角时程曲线,采用雨流计数法进行疲劳损伤演变评估,分析磨损和腐蚀损伤对锚链性能的影响。计算结果表明,锚链的腐蚀和磨损导致极限破断张力不断下降,疲劳损伤逐渐加剧,是锚链生命周期性能评估不可忽视的因素。

南海深水FPSO系泊锚链腐蚀原因分析及强度预测

对南海胜利号深水浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)系泊锚链腐蚀原因进行分析。采用截面面积法、有限元分析和全尺度破断试验等3种方法对锚链剩余破断强度进行对比。以破断试验结果为基准,预测结果表明:截面面积法适用于一般性腐蚀情况;对于磨损严重的链环,有限元分析能给出较准确的结果;对于链环缺陷(如闪光焊缝腐蚀)建议对链环进行报废处理。研究结果可为后期制订科学的系泊系统延寿方案提供准确依据,也可为今后类似系泊系统设计或延寿提供参考。

考虑平面外弯曲的锚链磨损腐蚀联合作用分析

系泊钢链环位于导缆孔处,由于浮式平台的牵连运动,致使其经常受到平面外弯曲载荷作用,从而可能产生损伤。以R4级124 mm直径无档钢链环为对象建立有限元模型,基于Archard磨损理论,计算系泊链环的磨损量,结合均匀腐蚀速率模型,对钢链环长期遭受海洋环境中腐蚀和磨损共同作用进行研究与分析,对比不同平面外弯曲角度载荷下的应力变化与接触特性。研究结果表明:平面外弯曲应力使得系泊钢链环肩部区域两侧应力分布规律发生变化,而磨损和腐蚀联合作用使得链环的最大应力位置从接触区域转移到肩部区域,考虑平面外弯曲应力对于系泊钢链环的应力分布变化规律具有重要影响。

箱-板组合浮式防波堤水动力性能试验研究

通过物理模型试验,开展规则波作用下箱-板组合浮式防波堤的水动力性能研究。将结构宽度与波长的相对宽度W/L作为参变量,分析了浮箱入水深度、底板与浮箱间距以及底板长度等因素对结构运动响应、两侧锚链系泊力以及透射系数等主要因素对结构水动力性的影响规律。试验结果表明:(1)增大浮箱入水深度,可以更好的减小模型运动响应;(2)增加底板与浮箱的间距,可以更好地减小锚链系泊力;(3)底板长度对垂荡运动幅值影响最大,而对横摇和纵摇影响较小;(4)两种情况下,都可以减小波浪的透射系数。

半潜式海洋平台风场模拟及风浪致结构动力效应分析

研究半潜式海洋平台风压风载模拟,分析风浪致结构动力效应。以我国先进的海洋石油981平台为工程背景,运用FLUENT软件进行脉动风作用下结构的非稳态分析,针对平台不同倾斜度,计算不同入射风向角下平台的整体风载荷,确定最不利工况条件。利用ANSYS软件建立半潜式海洋平台主体和锚泊系统的一体化有限元力学模型,数值模拟随机风荷载和随机波浪荷载,计算最不利工况时在风浪荷载联合作用下半潜式海洋平台结构系统的动力响应,分析其动力响应规律,为海洋平台的设计及安全运行提供依据。

系泊锚链全生命期内极限破断安全系数演变特性分析

针对海洋环境腐蚀和磨损因素对系泊锚链极限破断载荷的影响,论文提出系泊锚链的全生命期内极限破断安全系数演变特性分析方法。通过分析均匀腐蚀深度对系缆重量、刚度和等效直径的影响,结合海洋环境腐蚀规律建立考虑腐蚀因素的系泊系统整体动态张力计算方法。结合链环之间Archard磨损理论研究锚链磨损体积与接触应力、滑移距离的关系,建立考虑腐蚀磨损因素的局部链环结构有限元模型。在此基础上,研究在全生命期内系泊锚链关键区域的极限张力、极限破断载荷和安全系数的演变特性,分析腐蚀和磨损损伤对锚链极限破断性能的影响。