深水半潜式平台锚泊系统动力响应研究

以一座工作水深为1500m的深水半潜式海洋平台为研究对象,建立了风、浪、流随其特征参数在空间和时间区域内的表述模型,对平台进行锚泊系统时域耦合分析,找出了平台在六个自由度方向的动力响应对平台稳定性的影响程度以及布锚方式对系泊线张力分布的影响,为深水锚泊定位系统时域耦合分析提供方法基础,并能够进一步为平台的安全性能运营管理提供模型和数据支持。     

海上浮式风电机半潜式平台二阶水动力计算与响应特性分析

提出了基于二次脉冲响应函数法的海上浮式风电机浮式平台二阶水动力计算方法,该方法基于三维势流理论用直接积分法求浮式平台的二次传递函数,并结合波高时程,将二次脉冲响应函数法应用于浮式平台二阶水动力的计算。把计算所得二阶水动力施加到海上浮式风电机整机时域动力学计算模型,计算二阶水动力的激励响应。以DeepCwind半潜式平台为算例,其上支撑美国可再生能源实验室5MW参考风机。先对所提出的二阶水动力计算方法进行验证,再分别在无风和有风条件下,计算一阶水动力单独激励响应和一阶二阶水动力共同激励响应,通过对比响应幅值谱、响应统计值,分析二阶水动力的激励特性。结果表明,对于半潜式平台,慢漂力和平均漂移力有明显的激励作用,和频二阶水动力的激励作用可以忽略。     

1200m半潜式钻井平台运动响应研究

采用中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》的设计要求,对工作水深为1200m的深水半潜式钻井平台进行了结构设计,分析了目标平台所受海洋环境载荷的组成及分类,在风、浪、流的联合作用下对平台进行了时域耦合分析,研究规则波与非规则波下的平台运动响应;对比分析了系泊缆预紧力对平台运动的影响,结果表明,带有预紧力的系泊缆能明显抑制平台的运动,即可以通过人为的增加平台阻尼来限制半潜式平台的定位精度,对深水半潜式海洋钻井平台的耐波性设计具有指导意义。     

半潜式平台用锚机研究

在半潜式平台定位中,锚机是其配套使用的关键设备之一,其性能的优劣直接决定整个平台的安全性和工作可靠性。通过对半潜式平台定位模式分析,着重介绍了平台配套用4种主要形式锚机的功能和特点,以及国内外锚机技术发展趋势,以期加快研发具有我国自主知识产权、配套半潜式平台用锚机系统。     

系泊失效后漂浮式风力机平台动态响应研究

深海漂浮式风力机平台稳定性是保证系统安全运行的基础,其系泊在风、浪及海流等动态载荷周期性作用下引发蠕变后会加速腐蚀,从而导致系泊失效。为了研究系泊失效后风力机所受载荷对平台动态响应的影响,参考Barge平台的NREL 5 MW风力机建立了漂浮式风力机整机模型,通过对AQWA的二次开发实现了与FAST间的实时数据交换,开展了漂浮式风力机的风波耦合数值仿真。结论表明：系泊失效后漂浮式风力机平台响应增大、风力机的结构安全性降低。其中,迎风侧系泊失效对平台影响最为明显,尤其是横荡和艏摇方向受到的影响更大,失效后的最大响应幅值分别为失效前的6.3倍和9.7倍。     

半潜式平台井架结构疲劳特性分析

针对半潜式平台井架在连续起下钻的工况,建立了井架疲劳分析模型。利用有限元分析软件ABAQUS数值模拟了井架的工作过程,获得了应力场的分布特性,并以此为基础结合疲劳累积损伤理论利用fe-safe软件读取井架应力结果进行疲劳寿命分析。结果表明:井架二层台附近立柱的应力集中处寿命较低,4个立柱顶端的寿命也相对较低,这些区域均为高应力区域;在疲劳破坏情况下,井架没有明显的塑性变形和载荷的重新分配,井架研究结果与实际寿命情况吻合较好。     

半潜式平台压载控制系统设计

压载控制系统是半潜式平台的一个重要组成部分,通过控制和监测半潜式平台在装载和卸载过程中压载水量的变化,进而保证半潜式平台的稳性,对于保障平台的安全性和提高调载工作效率方面具有重要的作用.介绍了一种以WinCC组态软件和PLC为核心控制器的压载控制系统,集数据采集、数据处理、设备操作和上位机界面监测于一体,通过上位机与下位机的信号传输,实现阀门的自动控制.相比于传统的人工操作阀门的方法,压载控制系统的应用可以大大节省人力以及时间成本,提高压载效率.通过相关调载试验表明,下位机程序运行稳定,上位机呈现的画面直观明了,具有良好的人机交互性.     

我国首制3000m深水半潜式钻井平台研制成功

近日,我国首制3000m深水半潜式钻井平台在中国船舶重工集团公司大连船舶重工集团有限公司研制成功。大连船舶重工集团有限公司在引进技术消化吸收的基础上,突破了深水半潜式平台总体设计、运动分析和预报、结构设计和强度分析、关键系统和设备集成、建造和防腐等关键技术,并在该平台上成功应用和检验。     

深海半潜式钻井平台钻机配置及选型研究

深海半潜式钻井平台航行速度较慢;但是,其具有可变载荷大、作业范围广、工作水深和抗风浪能力强等优点,已经成为了深海钻井平台的主力军。深海半潜式钻井平台钻机的配置水平得到了迅速提高,本文对其进行了深入的分析研究,并涉及深海海洋钻机的分类和选型,具有一定的参考价值。     

半潜式平台钻机塔形井架的整体稳定性

较之于陆地井架,浮式平台钻机井架在复杂海洋环境条件下还会受到平台运动引起的惯性载荷、重力的横向分力以及海洋风载,井架在恶劣的海洋环境下保持稳定具有重要的意义。以南海某半潜式平台的运动为背景,研究配套的塔形井架在平面内的稳定性,通过定义等效抗弯刚度将空间变截面缀条格构式的井架等效为分段等截面实腹式悬臂梁,利用能量法建立井架平面内稳定性分析模型,对比理论结果和有限元数值结果验证理论模型的有效性。研究了顶驱和游车的位置对井架变形的影响,在最不利工况条件下研究了井架的整体稳定性。结果表明井架具有较好的平面内稳定性,在最大设计钩载以及强度范围内不会发生整体失稳。     

Numerical Modeling of a Spar Platform Tethered by a Mooring Cable

Virtual simulation is an economical and efficient method in mechanical system design. Numerical modeling of a spar platform, tethered by a mooring cable with a spherical joint is developed for the dyna...     

水下系泊监测平台动态响应的计算模型与数值模拟

基于Hopkinson冲击载荷理论,针对水下系泊监测平台在水流作用下的动态响应,考虑系泊缆的垂度效应,采用等效弹性模量法修正拉力和弦向作用力之间的差异,建立了水下系泊监测平台的计算模型和数值分析模型。利用水力学理论、海洋工程结构力学理论以及流固耦合的方法分别对计算模型和数值分析模型进行求解,研究了浮体在水流作用下的动态响应特性。结果表明,浮体会产生较大的垂荡位移和横荡位移,横荡位移很快趋于平稳,垂荡位移受水流涡激升力的影响会产生振动。     

深海张力腿平台非线性涡激振动响应特性分析

针对深海平台张力腿的非线性动力学问题,充分考虑张力腿的非线性特性,提出了一种改进的动力学模型,并利用伽辽金法和有限差分法对模型进行计算,研究波浪、海流、预张力、平台运动等复杂荷载联合作用下张力腿的涡激振动响应特性。计算结果阐明了复杂海洋环境下张力腿平台的动力学机理。研究结果可为深海平台的设计和研究提供参考。     

考虑土－结构相互作用的风力发电高塔系统地震动力响应分析

研究考虑土－结构相互作用(Soil-structure interaction, SSI)的风力发电高塔系统地震动力响应分析问题。建立风力发电高塔系统“桨叶－机舱－塔体－基础”一体化的多体系统动力学有限元模型。基于多体系统动力学基本原理,风力发电高塔系统被离散为一系列连续的超级单元,而风力发电高塔系统土－结构相互作用则可通过在基础和土体交界面上设置弹簧和阻尼器来实现。在多体系统动力学方法中,可根据材料力学确定难于确定的超级单元参数和依据Lagrange法推导多体动力学控制运动方程。为了研究风力发电高塔系统的动力特性,基于欧洲规范(Eurocode8)对风力发电高塔系统进行了地震作用动力时程分析。研究表明,考虑SSI效应与否对结果影响较大。一般来说,考虑SSI效应会增加塔体基础与地基连接的柔度。同时,SSI效应在不同自由振动中所起的作用不一样,它对弯曲振动尤其是高阶弯曲振动的影响比较大。因此,在对风力发电高塔系统进行地震动力响应分析时,应该考虑SSI效应。     

风机吊装平台结构设计及其关键构件强度分析

风电机组寿命周期一般为20至25年,机组部件随时间不断老化,构件故障的概率逐渐增大,当机组进行部件更换或功能升级时,吊装工作不可或缺。基于有限元分析理论,采用连杆机构设计风机吊装平台,对于后期风机部件更换、功能升级,降低后期维护、改造成本,具有重要意义。     

风力发电机叶片气动弹性响应分析

风力机属于涡轮机械,随着风力机单机功率的不断提高,气动弹性问题逐渐得到重视。发展了一种适用于风力机风轮叶片的气动弹性计算方法,该方法以Marc通用有限元计算程序为基础平台,将气动力计算程序写入子程序中,并根据子程序的调用特点,实现了在每个增量步中,气动和结构边界条件的相互交换。最后给出一个计算算例,得到的计算结果与实际的使用情况相符合。     

自动液压拉紧装置的研究开发

在分析国内外带式输送机机尾自移装置与液压自动张紧装置的同步性的基础上,针对目前综采工作面快速推移的要求,开发了一种可在输送机不停机的条件下实现输送机机尾移动和输送带伸缩的新型液压自动张紧装置,并介绍了其工作原理和结构特点。