非对称半潜式起重平台系泊系统特性研究

针对一个具有非对称下浮体结构的新型半潜式起重平台,基于三维势流理论,采用水动力计算软件Aqwa,根据系泊系统设计标准,对该平台的悬链式系泊系统进行布置并进行3 h时域系泊模拟。考虑3种不同的风浪流海况,研究此平台的系泊系统特性。研究发现8根系泊缆方案较12根系泊缆方案更为经济且能满足性能要求,最后针对8根系泊缆方案选取了5种悬链松弛度,对比找出最佳松弛度,发现最佳松弛度为7.5。

非对称半潜式起重平台流载荷数值分析

基于计算流体力学(CFD)软件FINE/MARINE对非对称半潜式起重平台的流载荷进行了研究,完成了流向角0°~360°(间隔15°)共计25种工况下平台流载荷的计算。重点对流载荷随流向角的变化规律、载荷系数及平台附近流场分布等特性进行了研究。结果表明,在来流速度相同的情况下,流向角变化对平台周围流场分布有较大影响,60°流向角时平台的流载荷最大。通过平台在自由面上的流场分布,可以分析流载荷的变化规律。

一种非对称半潜式起重平台有无横撑方案对比

以25000 t非对称半潜式起重平台为基础,对比选择有无横撑的影响因素及主要技术内容。对船型结构设计,基于简化横撑为刚架梁与板壳混合模型评估方法,对比有无横撑方案、不同横撑组合方案之间的总体屈服强度。研究表明,在有横撑方案中,设计2根横撑并行排列,内距9 m配合直径4.0~4.5 m过度的方案较为合理,横撑可降低上船体横舱壁及上部连接处的应力幅值,但有横撑方案增加横撑强度评估及横撑与立柱连接处的高应力区,而无横撑方案可规避此问题,减少结构设计难点。因此,有无横撑方案各有优劣,主要由总体和功能需求确定。

深水半潜式钻井平台水下设备作业虚拟仿真教学平台构建

深水油气钻井与陆地及浅水的同类作业存在显著差异,给海洋油气工程专业学生的现场实习、实践带来了诸多困难。为加深学生对深水油气钻井工程装备的认知,采用虚拟仿真技术,构建还原度高、实战性强的深水半潜式钻井平台水下设备作业虚拟仿真教学平台,实现隔水管运移存储及下放、隔水管与上部升沉补偿装置及底部立管总成的连接、水下防喷器结构及安装等功能,帮助学生在无需前往深水平台的前提下、在虚拟环境中系统掌握水下设备的操控方法及作业程序,提升学生的深水钻井作业的工程实践能力。

局部系泊失效下半潜式平台系泊韧性评估方法研究

半潜式平台系泊失效会引发重大安全问题,为研究局部系泊失效下半潜式平台系泊韧性水平,构建系泊失效至恢复全过程的平台性能水平曲线,并将系泊韧性量化为吸收、适应及恢复3部分。基于平台运动响应及恢复操作构建相应的韧性定量评估指标,并利用CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)法进行赋权,进而得到韧性评估3层指标体系。以规则波作用下的南海某半潜式平台为实例,在ANSYS@AQWA TM中建立其数值模型以进行水动力计算,并运用构建的评估指标体系进行系泊韧性评估。结果显示:半潜式平台系泊韧性水平与吸收、适应和恢复能力具有一致相关性,且浪向对角线立柱下两根系缆同时失效时系泊韧性水平最高,同一立柱下两根系缆同时失效时系泊韧性水平最低。

基于实测数据的半潜式平台贝叶斯模型修正方法研究

随着半潜式平台的长期海上服役,平台的基本设计参数会发生变化,如仍基于原始设计参数对平台进行分析将影响结果的准确性。本文以半潜式平台服役中易发生变化的基本参数(平台排水量、重心高度和三个自由度回转半径)作为修正参数,以平台横摇、纵摇和垂荡自由度的方差和波频功率谱密度构建目标函数,建立可依据实测数据的半潜式平台贝叶斯参数修正方法。以我国某半潜式平台实测数据为例,开展平台的参数修正研究,并基于修正后的参数对平台多年一遇环境荷载下的响应进行对比评估。

基于无模型自适应控制的半潜式平台运动性能研究

南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,借助于AQWA软件二次开发功能,将无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论,以研究半潜式平台系泊失效后运动性能恢复。数值仿真模拟结果表明,采用无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论的半潜式平台能很好地恢复系泊失效后的运动性能,有效地减小系泊失效带来的危害;基于偏格式动态线性化和全格式动态线性化的无模型自适应控制比基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制能让半潜式平台更快地恢复运动性能。

“深海一号”半潜式生产储油平台长距离湿拖方案论证

针对“深海一号”半潜式生产储油平台拖航方案设计及工程实施面临拖航距离远、拖航路径环境恶劣、拖船资源选择少,以及作业风险高等众多技术难题,通过对比分析平台干拖和湿拖方案,重点分析湿拖过程中的拖航路线、平台吃水、湿拖阻力、拖船配置等关键技术问题,通过水池模型试验验证该方案的可行性,顺利实施了“深海一号”平台的长距离湿拖工作。

激光清洗技术在半潜式平台分层除漆中的应用

应用1064 nm纳秒脉冲光纤激光器对半潜式平台零部件分层除漆进行研究,探究不同激光工艺参数对分层除漆效果的影响。结果表明,填充间距对分层除漆效果影响显著,除漆参数存在最佳匹配,最佳参数可实现漆层以底漆、中涂漆、面漆之间层次距离约1 cm,以破损点为中心清理出清晰的台阶结构,且激光清洗后基材无烧蚀和氧化变色,表面等级可达Sa2.5。激光除漆前后基材表面粗糙度均在20μm左右。对激光除漆过程进行温升检测,发现除漆过程基材温升为60~65℃,此温升不会改变基材组织结构。因此,激光用于半潜式平台分层除漆是可行的。所作研究为激光清洗在海洋工程领域的应用提供基础。

十万吨级深水半潜式生产储油平台船体建造过程控制分析

分析十万吨级深水半潜式生产储油平台船体建造过程中的相关技术要求,针对建造过程中的关键工序钢结构杆件下料尺寸控制、疲劳节点预制控制、脚手架辅助搭设、建造过程精度管理、船体管线总装过程中的难点等进行详细分析,总结出有效的控制建议,为后续类似浮体产品建造提供宝贵经验。

半潜式平台组块龙门吊吊装计算方法分析

半潜式平台组块和船体合拢时,组块龙门吊吊装工况吊绳力存在按组等额分配特点,每根吊绳单元独立模拟的传统组块吊装计算方法已经不能适用。以国内首座深水半潜式生产平台为例,应用海上结构设计分析软件SACS,结合组块吊装模型和组合荷载,详细介绍吊绳单元的模拟与边界条件的设置,并将吊绳力的计算结果与工程实测数据相比较,证明吊绳力树式逐级平衡的改进方法相较于传统方法的合理性和优越性。

极地半潜式海洋平台在不同环境载荷下的动态响应分析

北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载荷和冰载荷的作用。本文研究某半潜式海洋平台在波浪、平整冰以及碎冰不同工况下的动态响应,采用势流理论和莫里森方程计算波浪载荷,利用离散元方法求解冰载荷,使用细长体有限元的方法分析锚泊系统,通过非线性时域计算求解得出平台的运动以及锚泊系统受力。结果显示:相较于其他环境载荷,平整冰作用下锚链的张力最大;在较小的海冰厚度、海冰密集度和冰块平均面积下的碎冰区,平台的运动符合现行安全规范。本文的研究可为北极地区油气资源的安全开发提供参考价值。

多种副浮筒结构半潜式海洋平台运动响应分析

海上风电平台作为深海风力发电装置基础平台发挥着越来越重要的作用,深远海海况复杂多变,对平台的抗风浪能力有着更高的要求。本文基于奥特宝风电安装平台设计建立多种副浮筒结构的半潜式海洋平台,通过AQWA软件对其进行水动力分析。得出结论:该平台具有良好的对称性;在低频区间内平台运动响应明显,在高频区间内相对较小,说明平台的基础水动力性能良好;副浮筒高15m的平台频域响应特性优于其他高度的平台,可为以后半潜式海洋平台的设计提供理论依据。

半潜式钻采平台OSV抛起锚作业安全操纵

随着海洋资源开发的深入,半潜式钻采平台在海上的使用越来越多,抛起锚是半潜式钻采平台的基本操作之一,其安全操作直接关系到整个海上作业的安全与效率。本文详细介绍了半潜式钻采平台海洋工程辅助船(Offshore Supply Vessel,OSV)抛起锚操作的准备工作、抛起锚流程和打捞锚操作步骤,提出了抛起锚过程中风险控制策略和捞锚操作的注意事项,为同行提供有益的参考.

半潜式平台关键结构选取及疲劳寿命计算

以南海某半潜式平台为研究对象,基于SESAM软件建立有限元模型,计算平台整体结构强度,筛选应力集中区域作为疲劳计算的关键区域。选取截面特征载荷,计算剖面载荷处的运动响应和长期预报幅值。在GeniE模块中,用SET分组的形式建立局部模型代替Submod模块使用的子模型计算,并对关键区域细化网格。在Stofat模块中计算节点处的疲劳损伤,根据S-N曲线计算疲劳寿命。结果表明,在平台关键区域1和区域2的节点疲劳损伤较大、寿命较短。因此,在半潜式平台服役期间,需要对关键结构部位进行定期检修和维护,以保证平台可正常运营。

增大立柱对DeepCwind半潜式平台影响研究

针对平台结构形式对半潜式平台的影响,关注增大立柱时的平台水动力性能变化情况,针对当前国际流行设计DeepCwind半潜式平台,进行增大立柱的结构改变。基于三维势流理论,利用AQWA对2种平台进行规则波的频域分析。并考虑在一定的风浪流联合作用下的环境条件,对其进行时域分析。对其两者计算结果对比分析发现:增大立柱后,频域分析下的横荡和横摇、首摇自由度峰值提前且增大,高频段趋于一致,纵摇自由度在低频略低于原DeepCwind平台,而纵荡和垂荡方面相差不大。一定环境条件下的时域分析发现,增大立柱有利于抑制垂荡、纵摇两自由度方向的运动。

应力宽带特征下的半潜式平台疲劳可靠性评估

在海洋平台疲劳损伤计算时存在着大量不确定因素,使用确定性方法进行疲劳评估具有局限性。考虑到计算的简便性,常规疲劳可靠性分析方法是基于窄带分布推导出的,与实际海况下热点应力的宽带特征不符。为使评估结果更合理,给出一种基于宽带应力的疲劳可靠性评估方法,以南海某半潜式平台为例进行时变疲劳可靠性指标计算,验证了该方法的适用性和可行性。

半潜式海洋平台疲劳影响因素分析

在海洋结构物疲劳评估时,频域谱分析法将交变应力峰值分布简单认为是窄带分布,不符合宽带海况特征,疲劳结果往往偏保守。全时域法虽然计算精度高,但整个过程过于耗时,很难应用在实际工程中。本文考虑到时域法和频域法在疲劳评估时各自的缺陷,给出一种时域-频域混合法,运用此方法对某半潜式海洋平台关键节点进行疲劳计算,并分析不同因素对疲劳损伤的影响。结果表明,不同浪向角和短期海况对半潜式海洋平台的疲劳损伤贡献度不同,贡献度大小与评估区域位置有关。所得结论为半潜式海洋平台的疲劳评估提供一定依据和参考。

深水半潜式平台极限状态强度分析研究

海洋油气资源的安全保障是能源安全的重要基础,近年来,海洋油气不断向深水迈进,深水半潜式平台作为深水油气作业的重要生产装备,在深水的应用范围、频率逐渐增多。为保证极端环境工况下,半潜式平台主体结构强度安全。本文通过建立深水半潜式平台有限元模型,基于工况组合形式,提出极限强度评估技术,并以南海某平台为目标,采用此评估技术进行极限强度的评估,得到半潜式平台整体强度和屈曲分析校核结果,以期为半潜式平台整体结构的快速强度安全校核提供有力依据。

基于特征选择的半潜式平台故障信号探究

“蓝鲸2号”第七代深水半潜式钻井平台,其工作环境恶劣且远离港岸,故保障平台的平稳运行和安全是重中之重。该平台电力系统警报信号特征种类众多、特征重要程度模糊,仅利用单分类器方法无法准确划分故障警报信号,因此,引入集成学习算法并结合特征选择技术,提出基于支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)的Bagging-AdaBoost分类模型(SRBA),用于解决多特征分类问题。结果显示提出的SRBA集成学习算法综合分类正确率达96%,在分类精度上优于Bag⁃ging、AdaBoost、Bagging-AdaBoost分类器对比模型,该方法具有较高的稳定性和分类准确度,是一种更为有效的分类手段。