大型海洋石油平台风振响应

针对大型海洋石油平台钻井架、吊机等高耸镂空结构抗风敏感性问题,进行了高耸结构风致振动响应分析。基于相似准则开展了0~360°全风向角下大型海洋石油平台高频动态测力天平实验,建立了平台结构全风向角下脉动风载荷空间分布估计模型,进行了全风向角下平台结构风致振动评估,获得了平台结构风致振动特性和阵风载荷因子变化规律。结果表明:平台结构横风向脉动风载荷均方根值约为顺风向脉动风载荷均方根值的10%;平台结构风致振动主要集中于井架等高耸镂空结构,横风向加速度均方根值约为顺风向加速度均方根值的55%;井架等高耸结构对横风向脉动风载荷动力放大作用较大。进行大型海洋石油平台结构抗风设计时不应忽略横风向风载荷作用,还要重点关注高耸井架顶部和底部的风振响应以及高耸结构对横风向脉动风载荷的放大作用。     

导管架在拖航过程中风激振动的计算方法

介绍了导管架在拖航过程中风激振动问题的传统计算方法,并应用SESAM有限元软件建立了平台下部导管架有限元模型,根据相关规范计算了整体结构及焊缝节点在周期性风载荷作用下的累积损伤和疲劳寿命,对导管架等高耸结构在风激振动研究中的计算方法提出了改进。     

塔器、烟囱等高耸结构诱导振动的振因、振害分析及减振对策

分析了塔器或烟囱在风载荷作用下的振动形式,重点分析了横风向振动的产生机理、发生条件、横风向共振的判定以及振动的危害;列举了因风诱导振动导致结构破坏的一些实例。对比了塔器在抗诱导振动方面比烟囱的有利条件;从设计的角度,简要分析了SW6软件在塔器诱导振动计算方面的不足,归纳了减振的主要途径是增加结构的固有频率、提高结构的阻尼或破坏卡门涡街的形成;并结合工程实际,提出、总结了工程中可行的多种减振措施。     

斜拉索管桥清管模拟实验数据测试与分析

斜拉索管桥是油气管道主要跨越结构形式 ,由于斜拉索管桥本身具备的超静定和高柔性的结构特点 ,使得清管中的积液柱在补偿器前后端产生复杂的动载荷作用。基于建立的振动相似物理模型 ,利用INV— 30 6智能信号采集处理分析仪测试不同工况下模型的振动加速度、位移和管桥斜拉索张力等相关参数 ,从而确定原型斜拉索管桥的振动位移和斜拉索张力大小。这对于正确认识管桥动力响应特征 ,以尽量避免管桥因动载荷导致的破坏或失效 ,并确保国家生命线工程的安全具有重要的意义。     

非黏结柔性立管轴对称载荷作用下的结构响应和数值分析

轴对称载荷是柔性立管的主要受载形式,由于结构组成的复杂性,柔性立管在轴对称载荷作用下的结构响应往往难以确定。基于静力平衡、变形协调以及本构关系,推导出了能够准确预报柔性立管轴对称响应的理论模型,该模型考虑了立管层间接触压力和层间间隙相互排斥的关系,因而可以分析载荷施加方向对结构响应的影响;同时,为了更真实模拟柔性立管的力学特性,在ABAQUS软件中建立了具有详细截面形式的柔性立管数值模型;基于建立的理论模型和数值模型,分析了柔性立管在拉伸、扭转以及内、外压作用下的结构响应,并将计算结果与实验结果进行了对比分析。研究表明,提出的理论模型和数值模型能够准确预报柔性立管在轴对称载荷作用下的力学特性,可为工程设计提供参考依据。     

风涡激振动力作用下,平台上部塔架结构的设计和计算

基于有关试验研究成果，论述有关理论，结合规范要求，总结归纳风涡激振动设计规则和设计过程，并联系国内某海洋平台上部放空管设计实例，给出风涡激振动作用下，海上柔性结构设计、计算方法。     

动冰力时域识别方法的试验验证

阐述了动冰力识别研究的必要性及研究现状,然后补充并应用作者改进的一类动态载荷时域识别方法,利用模型冰排作用下的柔性锥体结构振动室内模拟试验,根据所测的加速度、位移和应变响应,识别了作用在模型结构上的动冰力时程。结果表明,作者提出的识别方法来估计动态冰力是可行和有效的。     

焦炭塔结构的固有频率和振型研究

0前言焦炭塔作为一种露天放置的大型直立设备,受到许多机械载荷的作用,如自重,内压,介质重量,风向和地震载荷,这些载荷的共同作用造成了设备的强度问题。结构的振动特性决定了结构对于各种动力载荷的响应情况,因此要计算风载荷和地震载荷,首先要计算焦炭塔结构的固有频率和振型     

新型海上风电机塔筒与导管架基础的筒式连接结构分析

针对海上风电机基础设计中存在的载荷承载机制不连贯的问题,依据工程实际,设计了一种新型海上风电机塔筒与导管架基础的筒式连接结构。在考虑了包括风电机塔筒底端运行载荷、自重、风载荷、波浪载荷、海流载荷等计算载荷基础上,采用通用有限元软件ANSYS对筒式连接结构及与之相连接的导管架基础进行建模,并依据控制变量法,建立对比结构模型。对筒式连接结构和对比结构在风海流联合作用下进行不同入射方向的数值模拟计算,并将计算结果进行比较,证实了筒式连接结构在结构形式与载荷传递方面的优越性,从而为海上风电机基础的设计提供一些参考。     

连续杆采油的超冲程现象分析

通过对连续抽油杆的运动分析和有阻尼时混合杆柱的纵向振动方程的解析解的研究, 求出两种情况下的柱塞超冲程量解。由此得出结论: 柱塞的实际冲程取决于悬点的冲程、柔性杆柱和油管在载荷作用下的弹性变形所引起的冲程损失, 同时也取决于柔性杆柱在工作过程中的弹性振动引起的超冲程。     

基于多源数据的海上风机结构响应特征

基于海上风机多源实测数据,包括塔筒及基础结构的动力响应数据、机组运行数据和现场环境数据,分析不同工况下风机结构响应的统计特征,得到环境和工况对结构响应的影响。结果表明：该风机结构的加速度响应以机舱坐标系侧向为主振方向;在风速达到额定风速时,加速度响应强度达到最大,随着风速进一步提高,结构加速度响应强度呈下降趋势;在停机状态、启停机过程和低转速运行工况下,塔筒顶部测点的加速度响应强度大于其他测点,而在变转速运行和额定转速运行工况下,塔筒中部测点的加速度响应强度最大。在进行海上风机结构振动监测时应重点关注风机塔筒顶部和中部的加速度响应特征变化。     

海上风电单桩基础服役状态现场监测

为了解风电结构在复杂环境中的真实服役状态,对2个风电单桩基础机位先后开展结构振动监测和水下地形扫测,通过分析现场实测数据,分析包含振动特性和冲刷情况在内的风机支撑结构服役状态,并结合设计数据对实测结果进行讨论。现场测试分析结果可为海上风电结构的服役状态监测和设计优化研究提供参考。     

钻机远程在线监测及故障诊断系统研究

为了实现对野外钻机的有效监测,提前预防设备故障的发生,开发了钻机远程在线监测及故障诊断系统。介绍了系统的工作原理及总体构架,给出了各个子系统的硬件配置和功用说明,描述了系统实现的主要功能,如振动、温度等数据采集与存储、仪表和电控状态监测、数据的远程在线传输、振动信号分析和智能故障诊断。该系统以钻井现场为采集平台,将计算机技术、传感器技术、信息融合技术、远程通信技术、数据库技术与设备诊断技术相结合,实现钻机主设备的全运行周期的监测与管理。该系统监测模块灵活方便、通信模块安全可靠、诊断模块功能强大,可满足分散钻机远程在线监测及故障诊断的需求。     

高耸化工塔振动控制研究进展

高耸化工塔在风载荷和地震载荷的作用下易发生剧烈振动,影响化工塔的正常运行。国内外学者在高耸化工塔的振动控制方面进行了大量研究。从理论分析和试验研究两方面综述了高耸化工塔振动控制理论的研究成果,介绍了高耸化工塔振动控制的主要方法,包括被动控制、主动控制、半主动控制及其他控制方法,总结了目前相关减振装置研究所取得的成果,指出了高耸化工塔振动控制方面存在的问题以及今后的研究方向。     

直立设备的风力共振和强度校核

简述了直立细长设备发生风共振的起因。通过共振计算,确定共振时的临界风速,由此提出了直立细长设备发生风共振的判断准则。并根据临界风速产生的动载和弯矩,对设备进行了应力强度及疲劳强度校核。     

单桩式风电机塔架设计和强度计算

根据API(美国桩基规范)海上固定平台规划、设计和建造的推荐方法——工作应力设计法,以及DNV(挪威船级社)有关风电机的设计规范,应用SACS软件建立了2MW单桩式风电机组的塔架(包括桩—土)模型,并应用SACS软件计算出在外载荷下的各构件的内力、弯矩和应力,然后将计算出的与许用应力比较,再用ANSYS做了塔架的振动特性研究和塔架的挠度分析,最终得到塔架的尺寸。     

组合载荷下海上风机塔架受力特性数值分析

研究组合载荷下海上风机塔架的受力特性。基于江苏启东海域6 MW海上风机资料，采用GH Bladed软件开展组合载荷下海上风机塔架的受力特性数值模拟，得到以下主要结论：与风载荷作用相比，在风载荷+波浪载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升72.0%，峰值弯矩提升8.3%；波浪载荷对基础所受剪力和弯矩的影响显著，在相对波高为4时，基础底面所受相对剪力和相对弯矩分别为3.04和1.44；与风载荷作用相比，在风载荷+地震载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升76%，峰值弯矩提升21%。研究成果可为启东海域海上风机设计及施工提供理论支撑。     

深海大兆瓦级浮式海上风电结构强度分析

对深海大兆瓦级浮式海上风电结构设计分析中的关键问题进行研究。浮式风电支撑结构采用美国国家可再生能源实验室（NREL）的OC3 Spar平台为基准模型。分别选用5 MW、6.7 MW和8 MW风机,采用比例因子设计法提出对应浮式支撑结构设计方案。考虑风荷载与波浪荷载联合作用,进行操作工况和极限工况下浮式支撑结构水动力分析及强度分析,分别得到支撑结构响应幅值算子（Response Amplitude Operator,RAO）和结构关键节点应力响应随风机功率变化规律。提出大兆瓦浮式风电结构应力消减方案,经过验证,改进后结构应力显著降低。