深水导管架平台波浪动力响应及参数敏感性分析

考虑到300 m级导管架平台的自振周期与自升式平台极为接近,自升式平台的波浪动力响应分析方法在理论上可应用于深水导管架平台,但应用前需要进行参数敏感性分析,采用SACS软件建立300 m级导管架平台有限元模型,结合JONSWAP波浪谱、利用线性叠加法构造满足高斯性条件的随机波浪;基于时域分析法,进行在随机波浪载荷下的结构动力响应分析;采用Winterstein/Jensen方法计算平台基底剪力和倾覆力矩的最可能最大值,以及动力放大系数;对波浪瞬态变化、模拟步长和时长、随机种子等参数对动力放大系数进行敏感性分析,结果表明,动力放大系数对波浪瞬态变化较为敏感、对模拟步长和时长,以及随机种子极为敏感。采用Winterstein/Jensen方法进行深水导管架平台动力响应分析时,基于敏感性分析得出的参数可获得更合理、准确的动力放大系数。

基于数字孪生技术的南海深水导管架平台健康管理系统

针对南海深水导管架平台,从健康管理系统设计关键技术方面进行阐述与深入研究,提出适用于深水导管架平台系统设计的总体思路与具体技术路线,并对综合监测子系统和数字孪生子系统的设计开发方案进行阐述。为南海深水导管架平台的运营和维护提供更有效的方法和工具,有助于提高海洋油气生产的安全性、可靠性和可持续性。

深水导管架海洋平台随机疲劳寿命可靠性分析

简述基于谱分析方法的深水导管架海洋平台疲劳寿命可靠性理论,以200 m水深导管架海洋平台为研究对象,将随机波浪载荷的长期分布假设为由应力范围服从Rayleigh分布的短期海况组成。采用有限元方法,通过对深水导管架海洋平台施加时间域规则波来确定传递函数,并以此由波浪谱导出各计算点处的应力谱。根据Miner线性疲劳累积损伤理论及结构可靠性理论,对平台进行疲劳可靠性分析,并与等效Weibull分布方法计算结果进行对比。两种方法的计算结果均表明,导管架过渡段到水面以下第二层之间杆件疲劳可靠性指标相对较小,基于等效Weibull分布方法的计算过程较简洁,但计算结果较谱分析方法偏于保守,建议采用谱分析方法对平台疲劳可靠性进行详细分析。

基于谱分析法的深水导管架平台疲劳寿命可靠性分析

以200m水深导管架平台为研究对象,采用有限元方法对各疲劳子工况下平台的动力响应进行分析,确定了计算点处的传递函数,并计算出相应的应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论及结构可靠性理论对平台的疲劳寿命可靠性进行了分析;对泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法在深水导管架平台动力分析中的适用性进行了分析。对于深水导管架平台,采用泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法存在较大误差,进行动力分析时须采用桩-土耦合模型;波高较小海况下,平台结构应力谱对应于波浪主频率的峰值较小、对应于平台前两阶固有频率的峰值较大,后者是导致平台疲劳破坏的主要原因;导管架过渡段到第三水平层之间节点及泥面处节点的可靠性指标相对较小。

基于疲劳可靠性优化设计的深水导管架平台多级模糊选型

分析深水导管架平台方案优选的系统决策问题,给出四种初始设计方案,将基于谱分析方法求得平台的系统名义疲劳可靠性指标作为一项关键约束对平台方案进行优化。根据优化后各方案的最优结构性能参数,综合考虑影响深水导管架平台选型的各种因素,由二元对比方法确定影响因素的权重以及相对隶属度,最终采用三级模糊优选方法对优化后的方案进行模糊优选,并以200m水深导管架海洋平台作为实例进行分析。结果表明,与传统分析方法相比,先由优化分析得到各初始方案的最优结构性能参数,可以为模糊选型提供准确的定量化指标,减少了模糊因素,更有利于对深水导管架平台设计方案做出合理的评价。

300 m水深级深水导管架拖航分析方法

由拖航驳船与导管架运动耦合分析得出船体变形,分别考虑静水、中垂、中拱变形与运动产生的惯性力荷载共同作用,从而得到导管架拖航运动过程中的结构受力,该方法改变了常规算法中刚性船体的假设,充分考虑船体柔性产生的变形,即为柔性船体法。计算结果表明,300 m水深级导管架刚性船体与导管架变形匹配性差异产生了较高的位移荷载,已无法满足深水导管架设计需要;而应用柔性船体法高应力杆件数量明显减少,高应力杆件集中出现的区域应力下降约30%,变形趋势更为平缓,分析提出的柔性船体法更适用于300 m水深级导管架拖航分析。

大型导管架的装船分析

装船工况是桩基式平台导管架安装分析的重要组成部分，随着桩基式平台水深增加和结构形式的复杂化，拖拉装船过程对主结构的部分构件成为主控工况，设计理念也在不断扩展。结合近年来若干工程项目的实际事例和摸索出的实践经验，针对深水导管架工程，对不同结构形式下分析方法进行了阐述，旨在拓宽设计思路，满足深水工程不断发展中的新要求，解决设计中的难点。

顺应塔平台与深水导管架平台的选择及适用性分析

针对作业水深超过250 m的油气田,开发方案平台选型中有深水导管架、顺应塔平台、张力腿平台、Spar平台等多种选择,但根据不同油田具体开发规模及需要,每种平台均有其更为适用的特点。本文针对油气田作业水深为250~600 m的中等深水,详细分析在中等水深范围内,在世界范围内已投用的顺应塔平台和深水导管架平台的技术特点及主要问题,论证对比两者在平台结构重量、建造、运输、精度控制、经济性等多个方面的优劣势,从而为未来中国南海中超过250 m的中等深水油气田开发方案平台选型中提供参考。

一种精确快速测量深水导管架顶部尺寸的新方法

海洋平台深水导管架海上安装后,组块将与之直接对接,导管架顶部导管跨距是影响组块安装的最重要因素,因此在陆地建造深水导管架阶段,需要精准控制导管架顶部尺寸。文中提出一种新的计算方法,即同时测量导管外壁和内壁若干点三维坐标,这样形成一组同心圆,之后运用最小二乘法即可精准计算同心圆圆心坐标。较传统方法比较,测量点的范围和数量都增加了一倍,而且避免了全站仪转站过程造成的效率低下和转站误差,实现了深水导管架顶部尺寸高精高效测量。

关于深海平台发展现状与趋势

对深海平台的发展历程进行了总体回顾,主要介绍了第一座水上平台、导管架平台、张力腿平台、半潜式平台、深水浮筒式平台的发展过程,分别对这几种平台的结构形式、主要特点、应用状况进行了陈述。最后对深海平台发展趋势作了推测,探讨了我国发展深海平台的必要性。