基于结构非线性的导管架平台地震韧性分析

针对导管架平台抗震分析标准和目前平台抗震设计中存在的问题,提出了一种基于结构非线性的导管架平台地震韧性分析方法。以渤海地区BH平台为例,考虑平台材料非线性,利用p-y方法模拟桩-土之间非线性特性,在韧性水平地震作用下对平台进行动力时程分析,得到了该平台整体位移时程曲线、桩头力时程曲线、地震基底剪力时程曲线等;与常规线性分析方法结果相比,考虑非线性特性进行导管架平台地震韧性分析,该平台整体结构保持完整,满足API规范"不倒塌"的要求,能够明显降低桩基壁厚,对于降低油田开发成本具有重要意义。     

构件不同直线度对导管架平台极限承载力的影响

针对传统导管架平台在进行极限承载力分析时未考虑构件直线度缺陷对结果的影响问题,采用非线性逐步倒塌的分析方法研究构件不同直线度对导管架平台极限承载力的影响。根据直线度公式建立不同构件直线度导管架平台有限元模型,考虑导管架平台环境载荷作用,采用非线性倒塌分析方法计算导管架平台极限承载力。结果表明,导管架平台在45°方向强度储备能力最差,构件不直度使其极限承载力严重退化。     

水平动载下桶型基础周围土体软化的离心机模拟

为了探讨海洋平台桶形基础在水平动载荷下的响应特性,为实际工程设计提供依据,本文以等效动冰载作用为例,对饱和砂土地基上桶形基础的动力响应进行了离心机实验研究.通过实验发现,沿深度方向,孔隙水压力从土体表层到土体下部逐渐减小,当土体表层已液化,下部土体(桶底面高程位置)的孔隙水压力增加还很小,桶的总承载力降低约17%.;沿水平方向,孔隙水压力发展从桶壁近区到远处逐渐衰减,在离桶壁3%桶直径处,液化指数(孔隙水压力除以初始有效应力)已为1.0,在离桶壁23%桶直径处,液化指数为0.4.随载荷幅值增加,土体软化、液化发展加快;在实验范围内,随压重增加,上部土体影响增加;在桶直径一定条件下,土体响应随桶高的减小而增加.     

带储罐老龄导管架平台地震响应分析

针对我国已有相当数量的平台进入老龄服役期的现状,且考虑到导管架平台储罐液体晃动的影响,应用有限元法。本着位移边界的一致性,分别建立模型,耦合液体晃动及平台地震响应。考虑平台腐蚀,采用ANSYS软件,利用时程分析方法,实例计算了老龄平台及新服役平台在2种地震波下的响应,得出不同储液深度平台减震率的影响及减震率与储液深度关系的初步结论。该计算结果可为平台超龄服役和提高老龄导管架平台的抗震能力提供参考。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CII导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析。以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度。该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义。     

随机波浪载荷下CII海洋平台结构可靠性分析

将位于渤海湾的CⅡ导管架海洋平台看作空间钢架结构,应用ANSYS软件对导管架平台进行动力学分析,得到平台的基本动力学参数;考虑随机波浪作用,应用蒙特卡罗模拟法和有限元方法对结构进行可靠性分析.以各管件壁厚为输入变量,以甲板位移响应、导管架最大应力和平台总质量为输出变量进行灵敏度分析,评价影响输出变量变化的主要因素并计算出导管架构件的可靠度.该研究对导管架海洋平台的安全性评价和结构设计具有参考意义.     

随机荷载组合作用下海上导管架基础结构的动力响应分析

在导管架动力学分析中,开展了不同随机荷载组合作用下的导管架动力响应特性研究。基于AR线性滤波法和随机波浪理论及P-M谱对于风速和水质点速度、加速度进行模拟,从而计算得到塔筒所受风荷载与结构所受波流荷载,基于线性叠加法和Turkstra法对随机荷载进行组合,进行不同组合作用下的导管架基础结构的动力响应分析,对塔筒顶部位移及导管架基础顶部位移、加速度进行对比。研究结果表明,海上导管架基础结构在随机风与最大波流荷载的组合作用下,塔筒顶部和导管架基础顶部的动力响应最大,塔筒所受风荷载取值对于结构的动力响应影响较小,可进行简化处理,波流荷载对于结构的影响很大。     

导管架平台振动响应简化计算方法

针对导管架平台的初始设计阶段,提出了振动响应的简化计算方法。考虑主导管结构和支撑结构,将平台处理为底部固定的自由分布柔性体系,假定平台的质量和刚度沿高度线性分布,考虑导管架的一阶模态振动,采用模态分析方法,建立了导管架的广义振动方程,确定其等效质量、等效刚度和等效阻尼。在此基础上计算34m高导管架平台在波浪、海流及地震作用下的动力响应,并对该方法的适用性进行了讨论。     

吸力式桶形基础抗拔承载力特性试验研究

为了了解吸力式桶形基础在饱和粉细砂中的抗拔承载力特性,对不同桶高、不同加载速率下的桶形基础进行了室内小模型抗拔承载力试验。结果表明,桶高和加载速率对桶形基础抗拔承载力有着显著的影响。根据试验结果分析了桶形基础抗拔承载力的作用机理。     

导管架平台在随机波浪载荷作用下的结构响应

利用ANSYS有限元软件建立三维导管架平台结构模型,结合随机波浪理论、莫里森方程及JONSWAP谱,对危险区域的2个敏感性单元以及1个节点进行详细分析,研究导管架平台在8个不同浪向随机波浪载荷作用下的结构响应问题。考虑波、流联合作用对导管架平台结构响应的影响,对导管架平台在极端随机波浪载荷作用下的响应进行分析。     

桶形基础采油平台循环稳定性三维有限元数值模拟

对大港油田桶形基础采油平台稳定性进行研究.通过三维有限元数值模拟,计算平台基础的静承载力,并将循环荷载作用效果等效为一种与地基土初始静应力有关的地基土强度的变化,计算平台基础的循环承载力.进而,对平台基础在自身工作荷载以及工作荷载和环境荷载共同作用下的稳定性进行评价.结果显示,该平台基础上的工作荷载仅为竖向静承载力的14%,按照平台基础所处的海洋环境,当不考虑海洋环境荷载的动力特性时,水平静承载力安全系数3.75;当考虑频率为0.1Hz规则的波浪荷载连续作用在平台基础上3个小时,水平循环承载力安全系数3.42.该平台基础偏于安全.     

边际油田开发中可移动采储平台基础型式对比

以南海北部湾某边际油田开发为例,从地基承载力、在位运动响应、钢材用量等3个关键角度,对2种基础型式的可移动采储平台进行对比分析.研究结果表明:沉垫基础对地基表面平整度要求较高,桩靴基础场地适应性更强;当场地存在薄软泥表层时,沉垫基础须增设裙板抗滑;桩靴基础需要对是否会发生穿刺破坏进行评估;沉垫基础平台在位运动性能优于桩...     

风浪流作用下考虑筒-土接触的吸力筒导管架响应

以中国南海某海上风电吸力筒导管架基础为分析对象,以50 a重现期极端工况为载荷条件,考虑筒-土接触建立全三维有限元模型,对吸力筒导管架的安装角度和结构强度、地基沉降以及筒基承载力进行分析。结果表明,当基础安装方向与浪流作用方向的相对作用角为120°时,基础所受载荷响应最小。地基承载力和基础强度满足要求。在基础及风机安装过程中最大产生0.431 m土体沉降,应为基础预留足够的沉降量。     

利用有限元法模拟较大桩靴拔出对筒型基础平台地基的影响

自升式钻井船和筒型基础平台都属于浅基础结构物。在完成钻井作业后 ,桩靴较大的自升式钻井船在拔桩中会对筒型基础平台的地基产生一定的影响。利用通用的有限元程序ANSYS软件 ,以渤海 8号自升式钻井船和歧口 17 2筒型基础平台为对象 ,在相同荷载和约束下分 3步模拟了自升式钻井船桩靴的拔出过程 ,就桩靴在拔出过程中对筒型基础平台地基强度的影响进行了三维有限元分析。分析结果表明 ,在设计中将地基承载力提高 10 % ,自升式钻井船就可以在桩靴距筒型基础筒体 12 5m以外作业     

筒型基础平台浮筒拖航静稳性分析

以渤海某油田总体开发方案筒型基础平台为研究对象,讨论了浮筒形式、尺寸和捆绑高度对平台静稳性的影响,对于实际工程应用有一定的参考作用。     

海洋平台桶形基础的设计和变形分析

根据有限元计算结果对桶形基础在各种加载条件下的变形特性进行分析,得到不同加载条件对基础及土变形的影响。     

桶形基础平台沉放模型试验

桶形基础平台是世界上用于开发边际油田的一种最新型平台。桶形基础平台具有特殊的结构,沉放就位过程是实现平台高效、经济性能的一个重要环节。为此,在上海交通大学海洋工程国家重点试验室进行了平台沉放的模型试验,经分析与处理,得到了平台运动的频域和时域响应,以及吊缆张力的响应特性曲线,可供制定平台沉放方案时参考。     

筒形基础在海底管道维修中的应用研究

筒型基础具有支承、沉拔、气浮及升降4个方面的基本功能,是具有广泛应用前景的新型海洋工程基础。开发筒型基础这4个方面功能在永久性或临时性海洋结构物或海洋装置上的应用,可使工程得以简化,使经济效益明显提高。在海底管道维修领域,筒型基础可作为管道支承结构、维修舱基础及管道提升装置等。对筒型基础在海底管道维修方面应用的可行性进行综述分析,同时对渤海渤西管道维修常压干式舱的设计及其在维修工程中的应用情况作一介绍。     

可移动式自安装平台运动响应分析及应用研究

为满足我国海上边际油田开发需要,研发了一种可移动式自安装平台。该平台采用筒形基础,易于实现基础贯入和拔出,克服了常规桩靴式基础压桩和拔桩难的问题。筒基的存在使得平台拖航吃水深,对航道水深要求较高,且安装时筒基与海底碰撞可能导致桩基破坏。对拖航和举升状态下的平台进行运动响应分析,给出了平台出港条件、筒基内部充气高度和航道水深要求,并确定筒基触底作业允许的最大海况条件,可为船坞选择、平台拖航和安装作业提供参考。     

浅海混凝土箱筒型基础结构采油平台研究

基于SAP2000有限元软件,对软土地基上混凝土箱筒型基础采油平台结构的合理尺寸、内力、沉降以及承栽力进行了分析,结果显示采油平台的沉降以及承载力等均满足要求。在渤海地区淤泥质软土地基上,混凝土箱筒型基础结构采油平台具有可行性,可在未来浅海采油平台设计中进行考虑。