冰激自升式钻井平台的动力响应分析

由于冰荷载研究的限制,冰区自升式钻井平台尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。为了合理地开展自升式平台结构的抗冰概念设计与安全评价研究,冰荷载下自升式钻井平台的动力响应分析是十分必要的。该文首先分析该类柔性结构在动冰荷载下的动力特性;其次,结合开展的自升式平台冰荷载模型实验研究,明确带齿条桩腿的自升式平台冰荷载作用形式;最后,对渤海某自升式钻井平台在典型冰况下进行冰振动力响应分析。文中的研究对冰区自升式钻井平台抗冰设计及冰振安全评估提供了合理的参考。     

自升式海洋平台升降装置动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析.而且建模简单、计算精度高。本文采用ANSYS软件建立起自升式平台的数学仿真模型,对自升式平台进行了动力响应分析,并且利用动力响应的分析结果得到平台构件的应力范围和循环次数,根据P-S-N曲线计算平台升降装置的疲劳损伤、估算升降装置的疲劳寿命。     

自升式钻井平台锚机基座结构强度分析

以某JU2000E型自升式钻井平台为例,对其锚机基座结构强度进行分析。介绍系泊系统,进行锚机基座有限元建模,并进行锚机基座强度计算结果分析和规范校核,可为自升式钻井平台后续结构加强和优化设计提供参考。     

考虑船体与桩腿间隙的自升式平台桩腿疲劳寿命评估

以作业水深为76.2m的自升式平台为例,研究桁架式老龄自升式平台桩腿疲劳寿命的评估方法.考虑桩腿和船体之间间隙非线性接触建立整体有限元模型,针对桁架式桩腿弦杆截面为非圆柱截面的特点,提出了其水动力计算和结构应力计算的有效方法.采用有限元方法计算各疲劳子工况下的动力响应,确定应力传递函数及相应的应力谱,预报平台桩腿的疲劳寿命.     

自升式钻井平台钻台结构强度分析

钻台是自升式钻井平台的核心部分,其上布置有众多的钻井设备和结构。因此,钻台结构的强度符合要求是保证钻探作业安全开展的必要关键因素,对其结构强度进行研究十分有必要。以某375英尺自升式钻井平台的钻台结构为研究对象,考虑远洋拖航、作业和风暴自存三组主要工况,根据ABS MODU合理的选取与计算载荷,利用有限元软件MSC Patran/Nastran进行建模、计算及后处理。探讨了环境载荷与作业载荷的计算与施加方法,探究了钻台的结构强度分析方法并对其强度进行校核,为钻台结构设计提供指导。     

随机波浪载荷作用下深水自升式海洋平台动力响应分析

基于有限元方法,建立了深水自升式海洋平台的数学模型。结合线性化的莫里森方程和随机波浪理论,采用谱分析方法计算随机波浪栽荷。以某典型深水自升式海洋平台为原型,利用ANSYS有限元软件建立了平台的有限元模型。在此基础上,对平台结构分剐进行了的模态分析和动力响应分析,分析得到了平台的频率特性和动力特性。     

自升式悬臂梁钻井平台初探

主要阐述了自升式钻井平台悬臂梁的两种结构形式特点,以及目前我国新建自升式钻井平台的选型目标。     

基于断裂力学的老龄化自升式平台可靠性分析

对服役的老龄平台进行可靠性评估是非常必要的．为了更好地判定平台结构的疲劳可靠性,依据断裂力学理论,采用一阶二次矩法计算了自升式平台结构的疲劳可靠性指标,提出了年剩余疲劳可靠性指标概念,并通过对某自升式平台结构的计算分析,指出了要延长该平台的结构使用寿命至30年,需在第15年和第26年对其进行2次维修和保护．这种分析方法为服役的老龄平台的维护服务提供了参考．     

自升式钻井平台围井区结构设计

围井区结构是自升式钻井平台最重要的关键部分,在满足规范前提下进行围井区结构的优化设计。以某平台围井区结构设计为例,以提高结构强度为主要目标,同时兼顾建造的工艺及节点的优化设计,从材料选择、结构设计等方面进行论述。最终经有限元计算,分析结果表明:各工况下围井区结构强度均满足规范要求。     

自升式钻井平台桩靴结构分析

以某自升式钻井平台的桩靴为研究对象,建立了结构分析模型,给出了结构分析的载荷及边界条件,并对各工况下的计算结果进行分析和评估,为此类结构的设计提供参考方法。     

Estimation of fatigue damage and extreme response for a jack-up platform

Results from four different methods for stochastic dynamic response analysis of a proposed jack-up platform are compared. This structure exhibits both significant dynamic amplification and non-linear transfer of sea elevation into load effects. Both estimation of extreme response and fatigue damage are considered. The most complex procedure based on time-domain simulation and step-by-step integration is employed as a benchmark for assessment of three simplified methods. The simplifications consist of various types of linearization in conjunction with transfer function approximations. Applicability of the methods to structures with increasingly non-linear behaviour and dynamic amplification is briefly discussed.     

自升式钻井平台结构动力响应研究与等效建模要点讨论

随着油气开采作业水深的不断增加,自升式平台的动力敏感性愈发明显,对其进行结构动力响应研究十分有必要,而结构动力响应研究的重点在于平台固有周期的计算。以某400英尺自升式钻井平台为研究对象,分析并探讨了平台结构动力响应的计算方法,重点对平台等效建模中的关键要点进行了讨论与总结,并提出新的观点。以此为依据,基于SESAM GeniE软件进行建模,计算了平台的一阶固有周期,与基本设计数据进行对比,验证了建模中关键点处理的正确性,可为自升式平台的结构动力响应研究提供参考。     

桩基建模方法对自升式钻井平台动力响应的影响

随着海洋油气开采作业水深的不断增加,海洋平台固有频率随之降低,易与相同频率成分的波浪产生共振,因此对平台动力响应特性研究是非常有必要的,而桩基模型在平台动力响应分析中发挥着关键作用。以某400英尺自升式钻井平台研究对象,基于等效建模的思想,分别建立了固支桩基、铰接桩基、线性弹簧桩基及非线性弹簧桩基四种有限元模型,并对其进行静力分析、模态分析及瞬态动力学分析,通过对比得到的振动频率、动力放大因子及波流惯性力,得出弹簧桩基模型在平台动力响应分析中的有效性及合理性结论。     

Extreme-response analysis of jack-up platforms

The extreme wave and current response of a typical North Sea jack-up drilling platform has been calculated using nonlinear, stochastic, time-domain analysis techniques. A statistical treatment of the response-time histories has been performed. Appropriate probability distributions have been fitted to simulated response amplitudes and extrapolated to determine extreme values in storms of 3 or 6 h duration. Nonlinear geometric effects and dynamic effects are also addressed.

The results of the nonlinear time-domain analyses are compared to the results of more simplified methods used in jack-up designs.     

自升式钻井平台动态响应研究

综合考虑风浪流等环境载荷、桩靴与土壤之间的相互作用行为及静水压力和波浪动压力所引起的浮力效应的影响,运用有限元软件模拟了自升式钻井平台的动态响应过程,获得了0°环境载荷作用下自升式钻井平台的船体位移、桩腿危险处应力、桩靴载荷的变化规律。研究结果表明:自升式钻井平台的动态响应周期约为38s,是波浪周期的2.8倍,且在环境载荷作用角度为30°时,船体位移峰值最大,而位移均值在45°时最大。     

随机波浪载荷作用下导管架平台动力响应及疲劳可靠性分析

主要针对波浪载荷作用下导管架式海洋平台结构的疲劳可靠性进行研究.采用Airy线性波浪理论,将导管架结构离散成空间梁有限单元结构;在此基础上采用结构模态分析方法,编程计算了平台结构在随机波浪载荷作用下的位移、速度、加速度和应力随机响应及其概率统计量.导管架结构疲劳可靠性分析建立在频域响应的基础上,假设结构响应的应力范围服从Rayleigh分布,利用结构应力传递函数得到结构应力响应谱,然后利用Miner线性累积损伤准则推导出结构疲劳寿命的概率分布函数,并考虑结构疲劳强度影响系数的随机性,求得结构在随机应力谱下给定疲劳寿命时的疲劳可靠性指标.文中所建立方法可用于导管架式平台结构的疲劳安全评估.     

半潜式钻井平台锚泊系统设计与试验验证

针对某深水半潜式钻井平台,为其设计1套多点扩展式锚泊系统.采用数值方法计算船体与系泊系统耦合动力响应,并通过水池模型试验对计算结果进行验证.结果表明,在钻井作业与生存工况下该平台的最大水平偏移与系白张力均满足规范要求.通过计算结果与试验结果的对比发现,由于水池试验采用等效截断方法低估了系泊缆绳本身的质量惯性与所承受的流体载荷,导致系泊张力的计算结果略大于实验结果.     

海上自升式平台动力分析方法研究(英文)

A jack-up platform,with its particular structure,showed obvious dynamic characteristics under complex environmental loads in extreme conditions.In this paper,taking a simplified 3-D finite element dynamic model in extreme storm conditions as research object,a transient dynamic analysis method was proposed,which was under both regular and irregular wave loads.The steps of dynamic analysis under extreme conditions were illustrated with an applied case,and the dynamic amplification factor(DAF) was calculated for each response parameter of base shear,overturning moment and hull sway.Finally,the structural response results of dynamic and static were compared and analyzed.The results indicated that the static strength analysis of the Jack-up Platforms was not enough under the dynamic loads including wave and current,further dynamic response analysis considering both computational efficiency and accuracy was necessary.