一种点阵式海上风电机组基础结构水动力稳性研究

针对风电机组一体化概念建立了一种点阵式风电机组一体化基础(DMF)设计方案。对整体结构参数和力学模型进行分析,确立了新型点阵式基础整体方案可行性和优越性。结合传统OC4半潜式风机系统,开展风浪流载荷下的水动力模拟仿真,得出纵摇运动中DMF比传统OC4系统稳性提高了70%。基于相似理论开展了DMF小比例样机加工和风浪水槽模拟实验,实验结果与模拟数据具有较好的一致性。

大型固定式海洋平台上部结构拆解方案

为制订合理有效的大型固定式海洋平台拆解方案,通过对吊装法、单船浮托法和双船浮托法等典型方法及相关装备的应用现状和技术特点进行比较分析,得出各种方案的技术优势和适用条件。研究发现:双船浮托式拆解法具有拆解效率高和拆解目标尺寸受限小的优点,在海洋平台拆解领域具有很大的应用潜力;双船浮托式拆解作业过程对作业精度的要求较高,通过与DP3动力定位浮托系统相结合,有望成为未来海洋平台拆解的主流技术。

海洋钻修机井架安全承载实时监测预警系统研发与应用

为保障海洋钻修机井架作业过程中的结构安全性,建立了一套钻修机井架安全承载实时监测及预警系统,并以南海文昌平台修井机井架为对象开展了工程应用研究。按照方案设计、硬件集成、信息化系统开发等3个过程要素,设计了监测体系的整体方案。为确保系统方案布置及实时分析的精确性,采用联合静动力学参数反演方法进行了精细有限元模型修正,结合BP神经网络和井架模型数据库对井架初始应力进行了预测。在监测硬件系统基础上开发了信息化系统,实现了数据库管理、监测方案制定、井架安全等级评定及作业全过程实时监测及预警功能,并将该系统成功应用于实际工程监测中。本文研发成果可进一步为井架的安全作业以及检修策略的制定提供良好的指导。

玻璃钢栏杆在FPSO建造中的标准化应用研究

玻璃钢栏杆因其自身的优点正被广泛应用于海洋石油工程中,在FPSO的建造中,为了尽可能降低上部组块的重量,将附属结构设计为玻璃钢材质。本文以巴西FPSO P67/P70总包项目为例,介绍了玻璃钢栏杆的标准化的设计、制作及检验过程,为其推广应用提供参考。

海洋平台结构形式与浮托举升方式适应性分析

近年来,随着全球大型固定式海洋平台拆解市场需求不断扩大,拆解技术及装备也不断发展和进步,浮托法的作业优势日益显著。通过分类分析目前海洋拆解市场的平台结构形式特点,结合浮托法的技术原理及关键设备特点,对海洋平台结构型式与举升臂作业方式进行相关性研究,得出各种举升方式的技术优势和适用条件,为优化不同结构型式海上油田设施拆解方案、提高拆解作业效率及增强拆解装备适应性提供借鉴。

钻井绞车超级电容储能系统仿真研究

石油钻机绞车工作过程中,直流母线电压波动较大,不可避免对钻机微电网产生冲击;且产生的再生能量也只能经制动耗能电阻消耗掉。超级电容的储能特点完美契合了钻井绞车再生能量产生的短时和高循环性,可实现钻井绞车能量回收及再利用。基于此,通过MATLAB/Simulink对钻井绞车超级电容储能系统试验模型进行建模,采用双向DC-DC变换器配合逻辑控制单元控制超级电容的充放电,从而实现超级电容器储能系统对再生能量进行回收利用;为了减少直流母线电压的波动,提高超级电容器的充放电效率,采用了基于PI调节的电压闭环控制策略。通过系统仿真分析了绞车电机从空载启动到下行制动停车整个过程的绞车转速变化、定转子电流变化、超级电容器能量变化以及对比了有无PI调节的直流母线电压变化。分析结果表明:采用PI调节该系统能够有效减少直流母线电压波动,且一次完整的作业过程,超级电容系统储能能够利用和回收再生能量,总储能增加了39%。所得结论验证了超级电容储能在钻井绞车上的应用优势,可为其推广应用提供必要参考。

海工建造中偏心吊笼的设计研究

随着海洋工程模块建造的大型化和复杂化,常需要频繁地将施工物资吊运至导管架或模块内部的狭小空间中,因此需设计用于插入结构内部的偏心吊笼,以满足建造需求。从研究吊笼偏心吊装作业入手,得出吊笼结构强度、吊点强度、吊笼整体倾斜角度是保证偏心吊装安全的三个重要因素。结合某导管架工程的建造需求,通过采用有限元软件数值模拟吊笼吊装过程,设计了偏心吊笼结构。研究结果表明,设计后吊笼能偏心装载质量1.2 t,可伸入长度约5 m。吊笼建造后通过了吊装试验验证,并取得了中国船级社CCS认证。

石油钻机绞车储能技术的研究

石油钻机在绞车起升作业工况中由于制动能量没有得到有效回收,造成了能量损耗。因此,提出应用超级电容器储能技术,降低钻机提升系统的能耗和制造成本,以节省设备的维护成本。以利用超级电容器的石油钻机绞车制动回收系统为研究对象,分析提升过程中的负荷,加入储能单元和控制模块,提出回收制动能量的方案,并设计储能系统的控制策略。搭建样机试验系统过程中,创新选用西门子四象限的SINAMICS S120系列变频器,实现了对制动能量有效的回收利用。

基于超级电容的钻井绞车能量回收应用研究

针对石油钻井绞车普遍采用耗能电阻将再生能量耗散掉的问题,计算了不同井深不同工况下,总消耗能量及总回收能量,并分析了耗能比。提出了基于超级电容的绞车节能系统总体结构,并对不同井深下超级电容器的配置进行了分析计算。研究结果表明:不同井深条件下,绞车节能系统节约能量非常可观,需综合考虑电容器容量、体积及重量等因素,选取适合特定井深的电容器型号。

海上风电场运维船配备优化方法

海上风电场运维船配备优化是以运维船类型和数量为目标的多目标优化问题。设置近远海风电场和海上风电故障类型两个判别参数,将多目标数学模型简化为包含两个函数变量的单目标模型。海上风电场每月运维工作量函数变量采用反向传播(Back Propagation,BP)神经网络方法求解,而作业窗口期函数变量采用建立海上风电场运维船作业窗口期4维图谱的方式完成取值,完成海上风电场运维船配备优化数学模型的运算流程。海上风电场运维船配备优化可提升海上风电场运维管理系统的智能化程度。

多功能海上重吊船LNG燃料应用分析

基于某多功能海上重吊船液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)双燃料系统的设计,结合其典型运营工况,采用经济性(Economic Performance,EP)分析方法对LNG燃料和低硫船用轻质柴油(Low Sulfur Marine Gas Oil,LSMGO)燃料的能量消耗、额外初始投入成本、运营成本(Operating Expense,OPEX)等进行分析比较。结果表明,在满足设计要求的前提下,在中长期的船舶运维周期内,LNG燃料的EP更好。考虑未来船用清洁燃料的发展,相关研究可为海上工程作业船舶的燃料动力系统的设计和选择提供思路。

某大型重吊船舭龙骨设计

舭龙骨是大型重吊船的主要减摇装置,对船舶航行和稳定作业起着重要作用。本文对某大型重吊船,分别采用V型和单板两种舭龙骨型式进行设计,并对两种型式舭龙骨在减摇性能、抗波浪砰击能力、制作安装工艺、整体成本等方面进行对比分析,最终确定V型舭龙骨作为某重吊船的减摇装置。

FPSO电气间一体化建造推荐做法

以巴西P70-FPSO项目为依托,通过对M13电气间模块一体化建造技术、分段预制技术、分段吊装技术的研究,形成一种新的建造工艺,有效解决了传统建造工艺的诸多不足,提高了建造和喷涂的效率,减少了总装时间,节约了项目建造成本,可为以后类似项目提供参考依据。

海上单桩风力发电平台桩土作用探析

空气流动产生的风能,是一种可再生能源,是太阳能的一张转化形式,取之不尽,用之不竭,零污染。海上风能的开发需要风力发电平台作为载体。目前中海油渤海海上风力发电示范项目已经并网发电,并达到了预定的目标。本文分析的风力发电平台基础采用国际上商业化所通用的单桩基础,文中主要涉及风力发电平台的单桩基础和地基的相互作用,按照规范的推荐做法,采用ANSYS软件的COMBINE39单元模拟桩、土的相互作用,得出了风力发电平台单桩基础的横向位移和应力。结合国内外的风力发电工程实践,本论文还对今后海上风力发电场的基础结构进行了展望。

基于耐震时程法强震下导管架平台动力响应分析

基于我国南海地域的国际标准化组织规范反应谱,改进非线性最小二乘优化算法,合成了4条时长为30 s的耐震时程加速度曲线,并验证改进算法的精度与可靠性;建立平台弹塑性有限元模型,在考虑海水因素的条件下,分别基于增量动力法与耐震时程法对平台在强震下的动力响应进行对比分析,评价耐震时程法用于评估平台动力响应的适用性。结果表明:改进算法减小了迭代次数,较大程度地提高了曲线合成精度,与增量动力法相比,耐震时程法极大地减小了时程分析次数,可很好地预测平台结构的顶点位移、最大层间位移角以及基底剪力。由于耐震时程法计算效率高,计算精度较好,这为导管架平台地震动力响应分析提供了一种新的有效方法。

导管架平台拆除过程稳定性及影响因素分析

现有服役海洋平台正逐步走向老龄化,海洋平台拆除成为海洋工程新的经济增长点。针对达到服役年限的导管架平台,基于数值分析方法模拟拆除过程,开展平台在不同拆除阶段和环境载荷等参数下的稳定性及影响规律研究。基于钢结构整体稳定性理论,以导管架平台拆除过程中顶点位移为参考,定义导管架平台拆除作业稳定性指标,提出拆除作业阶段划分方法,通过分析导管架平台在不同影响因素作用下拆除过程稳定性响应,给出拆除作业建议。选取我国南海某4裙12腿进行实例分析,结果表明:主桩腿对导管架平台起决定性承载作用,拆除部分主桩腿后需要引入外部支撑力,以保证拆除作业安全进行;拆除构件越多,来浪方向和环境载荷大小对平台影响越加显著。研究结果可为导管架平台拆除作业提供参考。

小清河复航后绿色水运体系建设探讨

探讨包含LNG补给源、LNG加注站和LNG动力运输船三个关键环节的小清河复航绿色水运体系方案,并从小清河LNG加注站建设模式、加注站的LNG补给方式;LNG动力运输船、LNG加注趸船及LNG加注船等装备配置方面进行论述,最后给出小清河绿色水运体系建立需要注意的问题。

浅谈海上风力发电机组基础

简述海上风力发电机组基础结构的分类及组成,重点介绍不同结构形式的海上风力发电机组基础,比较分析不同结构形式的海上风力发电机组基础的优缺点和应用领域,并对海上风力发电机组基础的设计选型提出几点建议。

某型低速柴油机蓄压单元法兰螺栓疲劳分析

某型低速柴油机的分配块蓄压单元法兰泵压工装在设计时,需要对螺栓进行疲劳分析。本文结合工程实例,利用ANSA/BAQUS/FEMFAT等有限元计算软件,对该设计工装的螺栓进行计算和分析,确定其应力状态及安全性。并根据应力计算结果推导出螺栓的高周疲劳和低周疲劳结果。最终选用合适的评判标准得出了不同螺栓的最小疲劳寿命。