辽东湾北岸海冰物理力学性质

随着在海冰区海洋工程结构物的增多,对海冰力学性质的研究引起了注意。１９８５～１９８７年在渤海进行了海冰物理力学性质的初步研究,进行了６个方面的测试。测试内容有海冰的单轴抗压强度,弯曲强度,剪切强度,冰晶体结构,冰温度、冰密度、弹性模量,泊松比和海冰的断裂韧度。海冰的强度与海冰温度有密切关系。冰温度降低,冰强度增加,通过测量海冰盐度和它的强度发现海冰盐度越高,冰强度越低。海冰强度与加载速率有关系,加     

基于自激冰力的导管架平台冰激振动计算

考虑海冰的自激性质 ,根据冰力的抗压强度与加载速率之间的关系曲线以及结构振动与冰流速之间的相对运动关系 ,确定海冰的自激冰力 ,计算高 4 0m导管架平台的冰激振动响应 ;提供平台自激振动的一种分析方法 ,可用于导管架平台的冰激振动预报     

渤海海冰的重叠长度分析

基于渤海海冰现场观测资料,分析了重叠冰的基本特征;综合考虑海冰重叠过程中的屈曲破坏和挤压破坏模式,建立了计算一维重叠冰和二维指状冰重叠长度的力学模型,并依此对不同冰厚条件下的海冰重叠长度进行了计算.结果表明:海冰重叠长度主要由海冰屈曲破坏条件来决定;在相同冰厚条件下,指状冰的重叠长度约为一维重叠冰的1/2左右.     

基于自激冰力的导管架平台冰激振动计算

考虑海冰的自激性质,根据冰力的抗压强度与加载速率之间的关系曲线以及结构振动与冰流速之间的相对运动关系,确定海冰的自激冰力,计算高40m导管架平台的冰激振动响应;提供平台自激振动的一种分析方法,可用于导管架平台的冰激振动预报.     

渤海海冰的重叠长度分析

基于渤海海冰现场观测资料,分析了重叠冰的基本特征;综合考虑海冰重叠过程中的屈曲破坏和挤压破坏模式,建立了计算一维重叠冰和二维指状冰重叠长度的力学模型,并依此对不同冰厚条件下的海冰重叠长度进行了计算。结果表明：海冰重叠长度主要由海冰屈曲破坏条件来决定;在相同冰厚条件下,指状冰的重叠长度约为一维重叠冰的1／2左右。     

钻井液盐度对深水浅层力学性质的影响

深水浅层的压实程度低,结构薄弱,需要对深水浅层力学性质的影响因素进行研究,确保深水浅层的安全钻进。目前国内外关于深水浅层力学性质的研究比较成熟,但是对于深水浅层力学性质的影响因素研究较少。文中通过室内实验,采用单因素分析法,在只改变钻井液盐度的条件下,对深水浅层试样的力学性质进行了测定,从而得到了钻井液盐度对深水浅层力学性质的影响规律。研究结果表明:钻井液的盐度对于深水浅层的内摩擦角基本没影响;深水浅层的黏聚力与钻井液盐度之间为正相关关系;钻井液盐度与深水浅层的流变性能之间关系较复杂,深水浅层的流变性能随着钻井液盐度的增加先增强后减弱。为了抑制因为深水浅层的流动性能而导致的变形破坏,钻井液盐度需控制在50‰以上。     

海冰与极地钻井立管相互作用数值模拟

明确典型极地半潜式平台钻井立管结构的基本力学特征,采用海冰离散元软件分析慢、中、快冰速下不同水平刚度立管所受的冰载荷及海冰破碎特性。结合已有的柔性窄结构冰载荷模型,发现所研究模型在慢冰速和快冰速下适用于极地钻井立管,但冰速条件不一致。基于ANSYS软件对立管的抗冰性能进行数值模拟,结果表明立管的抗冰性能较差,需要采取抗冰措施。     

渤海湾海冰压缩强度测试研究

渤海湾处于冬季结冰的区域,冰荷载是结构设计的主要控制荷戢。目前,渤海湾存在很多石油平台,未来几年海上风力发电将在该海域兴建。对于导管架平台、海上风电基础及海上升压站平台等抗冰结构而言,海冰的挤压破坏强度引起的极值冰力最为重要,因此确定该海域海冰压缩强度,对结构设计中冰荷载的计算是非常重要的。对压缩强度的主要影响因素(应变速率和冰温)进行了分析,并与已有的相关结论进行了比对。     

极端冰载下渤海采油平台的断裂可靠性分析

我国渤海每年约有三个多月的结冰期,冰与海上采油平台的相互作用,远较波浪为甚。因此,冰区固定采油平台的设计以及对服役期平台的评估,均需进行可靠性分析,而且主要是极端冰载作用下断裂的可靠性分析。文章首先建立了考虑温度效应的剩余强度的可靠性计算模型;然后给出了决定构件剩余强度的断裂韧性CTOD值δ_c的不同温度下的概率分布;同时还给出了取决于冰厚及海冰强度的构件上最大应力的概率分布;最后,根据计算模型,给出了计算平台构件可靠度的方法,并结合渤海八号平台评估的计算实例,对在役海上采油平台的整体系统,进行了安全可靠性分析。     

锦州9-3油田双沉箱海冰爬升和堆积研究

海洋冰区双结构物的设置,不仅影响该区域的流场,而且影响局地的海冰运动。应用涡极子理论,分析了海上双结构物设置时的流场变异,讨论了海冰对沉箱的破坏作用,研究了双沉箱设置下的海冰爬升和堆积机制。研究发现:(1)当海流流向与双沉箱的中心连线相近时,双沉箱对峙区的流速明显减小;(2)双沉箱外侧区域的海冰爬升和堆积与单沉箱时基本相同,其爬升和堆积与海冰的速度和厚度、天文潮高等有关;(3)双沉箱设置时,对海冰爬升和堆积会起到有效的屏蔽作用,对峙区内的双沉箱顶上不再有海冰堆积。     

一种计算渤海流冰单轴抗压强度的方法

考虑冰的应变率、温度、密度、含盐度对单轴抗压强度的影响,提出了渤海海域流冰的单轴抗压强度计算公式,可为海上工程结构物的设计提供依据。     

漠河冻土模拟岩样三轴力学试验及强度多元回归分析

在冻土地层钻探过程中,不合理的作业方案可能引发井壁坍塌、井口沉降等一系列工程问题,而弄清深层冻土力学演化规律是施工设计的基础。为此,用漠河冻土重塑了不同深度冻土的模拟岩样,开展了不同围压、温度条件下的冻土三轴力学试验,分析了不同条件下的冻土应力–应变曲线特征。通过多元回归方法对冻土强度进行了统计分析,进一步构建了冻土强度准则。研究发现:模拟岩样的应力–应变曲线整体呈非线性变形特征,在冻结状态下,温度、围压对土体强度起主要作用;非冻结状态下,其强度由围压和土体深度决定;冻土强度由土体骨架强度和孔隙中冰的胶结强度构成,其骨架强度满足Mohr-Coulomb强度准则,内聚力、内摩擦角随深度增加而增大;孔隙中冰的胶结强度随环境温度降低而增强,随围压增加呈先增强后减弱的趋势。基于此构建了漠河冻土强度准则,验证结果表明,可以较好地表征漠河冻土融化–冻结状态下的强度分布。      

单桩腿有限元分析

为保证桩腿在冬季冰区海域的安全使用,对桩腿结构进行冰载荷作用下的强度分析。应用ANSYS软件建立桩腿、地基、冰相互作用的仿真计算模型,实现桩腿的力学分析。对桩腿进行了强度校核,计算出冰载荷作用下桩腿的变形及其应力状态。计算结果表明,桩腿在此冰载荷作用下强度满足安全要求。     

辽东湾海冰厚度、抗压强度和冰力公式研究

总结了辽东湾海冰厚度、抗压强度的推算法;提供了葫芦岛测站的海冰厚度、抗压强度的年极值;按照不同的冰力公式,计算了孤立桩柱上的年极值冰力,对不同公式的计算结果进行了比较分析。     

基于ANSYS软件实现平台结构的冰激振动分析

通过考虑冰抗压强度与应力速率的函数关系,对Matlock模型作了适当修改,使之能够较全面地反映平台结构的冰激振动特性,同时适用于刚性结构和柔性结构动力分析。利用ANSYS软件建立了平台结构的有限元模型,并选用不同的海冰参数对渤海某导管架平台结构的动力响应和冰力进行了计算与分析,计算过程充分体现了冰与结构物相互作用的耦合,计算结果符合该平台实际冰激振动情况。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

辽东湾平整冰抗压强度的概率分布及其蒙特卡罗模拟

依据辽东湾水文气象资料和平整冰抗压强度的推算法,计算了该海区四个测站历年的平鳌冰抗压强度值并确定了它的概率分布模式:对正态、对数正态均不拒绝,但拒绝极值Ⅰ型分布,与正态分布符合程度最好。同时对辽东湾平整冰抗压强度进行了蒙特卡罗模拟,并给出了可供工程参考的设计取值。     

我国第一条破冰型三用工作船的监造管理

上海中华造船厂为中国海洋石油渤海公司建造的两条破冰型三用工作船分别于1993年1月和6月签字交船,渤海石油公司破冰船项目组为期两年的监造工作已全面结束。本文概述了该船的技术设计审查和施工设计审查,以及建造过程中的进度、资金和质量控制具体作法,希望对今后类似的船舶设计与建造有一定的参考价值。