基于SACS软件的吊装分析在导管架拆除项目中的应用

吊装分析是海上导管架拆除计算中最为重要的分析计算之一,对保证海上导管架拆除作业的安全性具有极其重要的意义,基于SACS软件的吊装分析是其中应用最为广泛的。近些年随着曹妃甸、埕北等平台拆除项目的成功完成,国内平台拆除工程的作业能力逐渐走向成熟,同时也积累了很多宝贵的经验。本文结合导管架拆除吊装分析的成功经验,对基于SACS软件的吊装分析方法、结果和导管架拆除吊装的特点进行了系统的阐述和总结,希望可以对从业者有所帮助。

一种基于SACS软件的膨胀弯拆除回收吊装分析方法

为防止海底管道因热胀冷缩或端点附加位移等造成的应力问题,膨胀弯在海管路由中是不可或缺的环节。近年来不仅膨胀弯安装工作量逐渐增多,随着油田服役期增长,旧膨胀弯拆除回收的工作也逐渐显现。以渤海湾某油田拆除回收膨胀弯吊装分析为例,介绍SACS软件与DNV规范相结合的膨胀弯拆除回收吊装分析方法,重点介绍了拆除回收时需要特殊考虑的因素,两个版本规范中主公式的差别,以及应力过大时的调整方法。为类似项目计算提供参考。

利用SACS软件包进行钢结构的地震分析

介绍了在石油钻采机械设计中，进行地震分析所常用的两种方法的基本原理，以及这两种方法的各自特点，并对何时采用地震系数法，何时采用响应谱法进行了概述。

基于SACS软件的海上风机单桩基础波浪荷载计算和桩土相互作用分析

结合渤海湾海域特定的海洋水文条件,采用海洋结构计算分析软件SACS和相关规范对比分析波浪对不同桩径的作用,并结合该海域的工程地质条件,对海上风电单桩基础的桩土相互作用进行了相关分析。验证了SACS软件在计算不同桩径的波浪力和波浪力矩的结果的一致性和差异点,大直径单桩的承载力和变形等符合半刚性桩的受力特点,本研究内容可供海洋结构工程相关设计研究提供参考。

SACS在设备成橇底橇强度校核中的应用

以某工程项目为例,阐述了如何利用SACS软件进行底橇计算并进行规范校核。

基于SACS的半潜式生产平台整体提升非线性分析

采用SACS软件对半潜式生产平台进行整体提升模拟,对于采用液压系统的提升系统,基于力-变形曲线的非线性模拟方法更精确地模拟提升系统的钢绞线受力情况,根据液压提升系统实际刚度对整体提升系统进行非线性计算,此方法可准确模拟单个吊点处多个液压提升器的钢绞线受力情况,计算结果与实际情况情况相符。

海上工程吸力筒导管架基础沉贯理论与实证分析研究

为了验证美国石油学会(American Petroleum Institute,API)规范的理论计算分析结果同现场实证试验数据的一致性以及调平新技术的有效性,以大唐大连市庄河海上风电场址Ⅰ(100 MW)海上风电项目吸力式三筒导管架基础为研究对象,运用API规范的静力平衡法、屈曲分析、土塞理论,以及SACS与ANSYS有限元分析软件进行吸力筒导管架沉贯的土塞、沉贯可行性、贯入屈曲、竖向承载力及吊装适应能力的一系列力学分析,通过将吸力式三筒导管架沉贯过程实际监测的土塞高度、负压、承载力、屈曲变形数据同理论计算结果进行比对分析,验证了API规范的理论计算分析结果与现场实证试验数据之间具有良好的拟合度。而“水上星站差分定位+姿态监测及定向的测量+无线网桥通讯组合”和“吸力筒吸力贯入装备一体化系统智能控制系统”两种新技术的应用,成功达成了吸力筒导管架基础功能性的实现。本研究证明了API规范理论分析的准确性和新调平技术的有效性,同时本研究的创新吸力筒式基础可以大幅节约钢材,能显著降低海上风电项目投资成本,经济价值高,有望成为未来海上风电项目的主要基础型式之一。

基于SACS的海上风机导管架基础疲劳参数敏感性分析

采用SACS软件建立海上风机导管架基础频域疲劳分析模型,选取不同波浪谱与谱参数生成波浪荷载,选用不同S-N曲线及SCF经验公式计算导管架基础及与塔筒连接部位疲劳寿命,分析关键参数对结构热点部位疲劳寿命计算结果的影响。分析表明,S-N曲线、SCF计算方法、波浪谱、腐蚀、桩土弱化作用等因素对导管架基础管节点疲劳寿命计算结果均具有较大影响。

导管架改造风电基础结构分析

利用即将退役的一座导管架基础,根据前期风资源评估分析,在上部布置1台5MW风电机组,为附近正在运行的油气平台供电,对此基础进行了结构计算分析,证明此基础在设计寿命内能满足强度要求。该平台改造研究探索了退役油气平台综合利用的新模式,为国内其他类似油气平台退役方案提供了借鉴,具有一定的示范意义。

海洋平台双层一体化建造可行性分析

文章通过分析现有海洋平台的建造方法,并结合海洋平台的结构特点,提出了海洋平台双层一体化建造的方法。利用SACS软件,模拟了海洋平台双层片预制完成后总装时的结构强度。模拟结果显示,海洋平台双层片一体化建造时的结构强度及变形满足规范要求。该建造方法可行,并在某海洋平台建造时成功地进行了应用。

海上平台推倒分析

作为一种极限状态分析方法，海上平台的推倒分析在世界上越来越受到重视。该方法对于确定平台，尤其是老平台的安全系数及加载余量有重要的参考意义。HZ19—2平台在投产时，桩基础承载力就处于临界状态。投产后，又经历了多次改造，平台上部载荷不断增加。平台桩基础承载力已经不满足规范要求。通过采用SACS软件的COLLAPSE模块，对HZ19—2平台进行倒塌分析，论证了即使在桩基础承载力不满足要求的情况下，平台桩基础承载力仍然有一定安全余量。平台也可继续使用。为今后类似平台的改造提供了参考。

海对海定向钻固定式操作平台的应用可行性分析

基于潜在的海管定向钻海对海穿越项目,使用SACS软件对海对海定向钻固定式操作平台的应用可行性进行分析。采用静力分析方法,并使用API-RP-2A规范对平台结构杆件、节点、桩强度、桩基承载力等进行校核。结果表明,固定式操作平台用于海对海定向钻施工在技术上是可行的,在回拖力较大的情况下,较自升式操作平台有一定优势。

750 kN门形海洋动态井架的研制

针对广州综合地质调查船的功能要求以及受船体主甲板上设备质量和布局的限制,常规钻机井架无法满足其配套要求。为此,在全面研究分析该调查船的作业能力、作业环境和钻台面布局形式等设计条件的基础上,研制了一种门形海洋动态井架。该井架通过左、右刚架和顶部连接架构成门形结构,井架有效高度25 m,最大钩载750 kN。通过SACS有限元软件分析计算和厂内试验对门形井架进行了验证。验证结果表明:井架结构工艺设计合理,拆装方便可靠,门形井架质量轻、承载能力大,整体稳定性能好,适用于海上复杂工况下工作。门形海洋动态井架的研制有效解决了综合地质调查船的设备配套问题,为该类船体的配套设备提供了设计思路。

固定平台桩腿强度分析

浅海采油主要借助于海洋固定平台,平台强度直接关系着操作人员的生命安全。平台的倾覆或倒塌均可能导致生命丧失和海洋环境的污染,给国家经济和海洋环境带来不利的影响。桩腿是承受海洋平台重量和外部载荷的重要支撑部分,桩腿强度是否满足规范要求对平台的安全有着重要的现实意义。以埕岛油田某中心平台为例,对风、浪、流、冰载等载荷进行组合分析,计算分析和比较灌浆桩腿和非灌浆桩腿强度对平台安全的影响。

基于OSG的结构数据可视化展示研究

对于进行数据分析的设计人员而言,信息的质量很大程度上依赖于其表达方式。将分析结果可视化,可以很好地帮助设计人员进行数据分析,借助可视化的手段,清晰有效地传达与沟通信息。为了进行结构数据的可视化研究,应用SACS软件对结构三维模型进行创建以及计算,结合华东勘测设计研究院自研BIM仿真平台,基于OSG(OpenSceneGraph)图形系统在C++平台上,对获取的结构三维模型及计算数据进行读取、分析、建模、映射、绘制,完成结构数据的可视化展示的研究。研究结果可为设计人员的检查工作提供直观有效的帮助,尽早发现、快速定位结构工程问题,为规避工程风险提供可靠的决策依据,同时验证了结构数据可视化展示的意义。

自升式钻井平台中钻台结构强度分析研究

以某自升式钻井平台的钻台结构为计算对象,对其结构强度分析方法进行探讨。以有限元分析软件为手段,按照美国钢结构技术(AISC)规范和美国船级社(ABS)规范中的标准要求,分别校核了钻台在静载工况、作业工况、滑移工况、拖航工况下的结构强度,并对该计算方法进行对比评估,证明计算结果满足工程计算要求。

海洋导管架平台结构极限强度分析方法

以HZ26-1平台为例,根据附近海域的特点选定环境载荷,考虑P-Delta效应这一几何非线性因素,利用SACS软件进行计算,分析平台结构的非线性失效特性,得到所分析平台导管架的储备强度系数,可以定量地确认平台的安全余量,为结构完整性的维护做理论支持。

半潜起重平台的直升机平台结构设计及强度分析

对半潜起重平台的直升机平台的结构形式作了介绍,在此基础上阐述自主设计的半潜式起重平台的直升机平台的结构设计和分析方法。以铝质直升机平台为例,对其直升机甲板、甲板下面的铝质桁材和支撑结构在不同工况下的强度校核方法和结果作了介绍;对于手工校核和SACS软件的校核结果作了重点描述,为今后自主设计直升机平台提供参考和借鉴。

卡箍在钻井平台中的应用与计算

本文对临时取样平台与钻井平台的连接方案进行了比较,卡箍连接方式明显优于粘结剂粘接方式,进而介绍了使用SACS软件对卡箍连接的分析计算,结果表明,尽管SACS软件提取卡箍承受载荷还不很精确,但作为对卡箍连接的技术上的支持是实用的。

导管架建造吊机摘钩前的最低焊接量评估研究--以陆丰15-1钻采平台导管架建造某结构片安装为例

导管架分片吊装就位后,只有当各节点焊接达到一定量后才能允许摘钩撤离吊机。对此,文章基于第四强度理论非主应力表达式,并结合SACS软件找到了一种最低焊接量百分比评估方法,从规范上减少了焊接量的同时,又保证了摘钩后结构具有足够的整体强度,从而减少了实践中吊机在位等待时间,提高了吊机资源有效利用率。