不同地震强度作用下导管架海洋平台的动力响应研究

导管架平台在世界各地的海洋石油天然气能源开发中得到普遍应用,本文旨在分析导管架海洋平台在地震强度分别为7,8,9度作用下动力响应研究的意义,同时,利用ABAQUS软件,对导管架平台三维结构模型分别进行动力响应,发现在地震强度为7、8、9度的情况下,土体和海洋平台的节点存在耗能现象并且震中平台出现轻微倾斜和位置偏离.     

水下系泊支撑平台非线性动力响应

针对水下系泊支撑平台在水流涡激作用下的非线性动力响应,基于水力学理论和海洋工程结构力学理论,建立流固耦合非线性动力学方程。采用伽辽金法和综合数值解法,计算了支撑平台浮体固有频率与漩涡泄放频率相近发生谐振时,系泊浮体的非线性动力响应。结果表明,第一阶振型对振动位移的贡献最大;高阶振型对振动位移的贡献依次减小,且各阶模态随时间变化呈现明显的非线性特征。高阶模态对动弯矩、动切力的贡献要远远大于对振动位移的贡献,尤其是对动切力的影响非常大。在计算动力响应时,应该多取几阶振型来保证计算精度。     

冰激振动下六腿导管架平台的动力响应

为了研究冰力对平台的破坏效应,建立平台的动冰力模型是必要的.简要分析挤压、弯曲和屈曲冰力对平台的破坏效应,确定冰力破坏的主要形式;基于海域现场观测数据,运用公式推导平台受静冰力、海风、海流等环境载荷的作用;采用ANSYS软件对平台建模,根据模型计算六腿导管架平台受冰力遮蔽效应的影响,对平台进行模拟实验.通过模拟,得到了平台在冰激振动下结构的运动情况,为冰与结构相互振动理论提供了理论依据.     

液压基座平台的振动控制方程与动力响应

将液压基座平台上部装置简化为一个质量单元，考虑平台的刚体运动和液压控制系统的耦合，建立了平台系统的运动控制方程。根据平台受迫后运动的稳定条件和工程控制理论，提出了液压系统反馈流量系数的计算条件，应用Laplace变换，提出了时域和频域内平台动力响应计算方法。应用该方法设计了平台的控制系统并计算了平台的动力响应。结果表明，该方法可以有效提高平台动力 稳定性和减小平台振动。     

船舶与海洋平台碰撞的动力响应分析

建立了船舶与海洋平台碰撞的弹塑性动力分析方法．首先研究了平台圆管构件的局部凹陷特性，推导了一个带凹陷损伤的圆管截面的屈服条件，以考虑局部凹陷损伤造成的构件承载能力的减弱．采用塑性节点法结合大位移分析理论，综合考虑构件的局部凹陷变形、构件整体变形以及平台结构的总体变形，对船与平台组成的碰撞系统的非线性动力响应作了详细的数值模拟，得到了碰撞过程中平台结构变形、损伤和碰撞力等响应信息．最后，给出了一个典型的供应船与导管架平台碰撞的计算例子．     

单点系泊油轮动力响应试验研究

单点系泊采油装置因其机动性强、经济性好、投产早等特点 ,已成为我国海上油田早期采用的主要装置。分析了引起海上单点系泊油轮纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇和平摇 6个自由度运动的原因 ,讨论了油轮各个自由度运动对油轮上设备正常工作的影响。研究表明 ,纵荡、升沉和纵摇对油轮设备影响最大。为了求得油轮这 3个自由度的运动 ,对单点系泊油轮进行模型试验。单点系泊油轮在海浪中的运动规律表明 ,在 ω/ g/Lbp=2 .5处纵摇和升沉运动最大 ,提出了减小油轮运动的一些措施     

海上多模块浮式平台连接器系统等效结构刚度

以某实际应用的双模块半潜型浮式平台为例,提出了基于平台模块主体、过渡加强区、连接器本体的三级区域串并联的连接器等效结构刚度计算方法.建立了各级区域的三维精细有限元结构模型,其中过渡加强区采用多点耦合方法,连接器本体采用接触非线性分析方法,最终获取了该平台连接器的等效结构刚度.分析结果显示:不同区域结构刚度量级基本一致,...     

模块化电工电子平台研究与实现

随着科学技术的迅速发展,模块化设计越来越多的应用于机械,电子,计算机,航空等各领域.模块化电工电子系统正是汲取了这一设计思想的产物,目前已引起广泛关注.利用模块化电工电子系统结构简单,灵活有效,易于扩展的特点将其引入到传统的电工电 子实验中,将会为我们的传统实验提供全新的解决方案.     

移动式海上基地连接器的动力特性

采用刚性模块柔性连接器模型对移动式海上基地 (MOB)连接器的动力特性进行研究 .在该模型中 ,连接器被模拟成线性弹簧 .采用三维势流理论计算水动力 ,着重分析 8种浪向、5种海况以及 1 2种连接器刚度的改变对 MOB和连接器载荷的影响 .计算结果表明 ,与其他两个方向的连接器载荷相比 ,纵向载荷很大 ,且连接器刚度与浪向角的改变对连接器载荷的影响较大 .因此需要选择合适的连接器刚度并保证 MOB与波浪的夹角小于 45°,同时避免出现不合实际的大载荷 .     

海洋平台往复压缩机振动特征研究

为研究海洋平台往复压缩机的振动特征,应用谐波小波包变换对往复压缩机的振动进行分析,探讨不同频率下振动信号的能量分布特征.结果表明,在水平方向和垂直方向,往复压缩机振动能量主要集中在25 Hz和50 Hz的低频处,其他频率振动能量小,变化平稳;在轴向,往复压缩机振动能量向中高频扩展,在225 Hz处出现较大值.因此,谐波小波包变换可用于往复压缩机振动特征研究.     

海洋平台环境载荷局部动力效应分析

针对一般的结构动力分析有限元程序在进行动内力的计算时没有考虑局部效应的影响问题。采用时程分析方法,对渤海中南采油平台(MSW)在环境载荷下进行了动力分析,重点分析了其局部动力效应。计算数值结果表明某些杆件的局部振动所产生的动内力对其设计起决定作用,而这在以前的动力分析中是被忽略的。这表明对结构进行动力分析时应该考虑其局部效应。     

海洋平台冰振控制试验研究

为了验证磁流变阻尼半主动控制对海洋平台结构冰激振动控制的有效性,针对JZ20-2导管架式海洋平台结构,提出利用橡胶垫和磁流变阻尼器在平台设置隔振层的方案,采用一条实测挤压冰对无控结构、纯隔振结构和磁流变智能隔振结构进行冰激振动控制试验研究.试验结果表明:磁流变半主动控制能有效控制导管架端帽位移和甲板加速度,保证了平台结构的安全度和舒适度,并且能有效降低隔振层位移,满足生产平台采油工艺要求,是一种较好的振动控制方案.     

海上自升式钻井平台桩靴穿刺现象的数值分析

分析多层土条件下,桩靴承载力和孔穴的变化规律,揭示桩靴发生穿刺现象的实质;进一步提出桩靴极限安全深度的概念,系统描述上、下土层强度比、上层土相对厚度、下层土标准化抗剪强度和土体强度非均匀系数等参数变化对桩靴承载力的影响;给出适用于工程使用的上硬下软黏土中桩靴承载力系数的计算方法。研究结果表明:桩靴发生穿刺的深度主要受到上层土相对厚度、上层土强度和上下土层强度比的影响;标准化抗剪强度系数和土体强度不均匀性系数对于桩靴承载力系数极限值的影响都不超过5%,地基土最终承载力与上层土无关,取决于下层软土的强度。     

圆筒形超深海半潜式钻井储油平台运动特性分析

使用Pro/E软件对SEVAN 650平台和GVA 7500平台建模,将模型导入ANSYS Workbench程序的Hydrodynamic Diffraction模块,计算出2座半潜式钻井平台南海海况风暴自存状态下的运动响应幅值算子,得出2座平台各自的垂荡、横摇和纵摇特性曲线,进而对2座平台南海海况风暴自存状态下的运动特性进行对比分析.结果表明:SEVAN 650圆筒形半潜式平台在原油存储性能和甲板承受可变载荷性能优于GVA 7500平台的前提条件下,其在风暴自存状态时具有比GVA 7500更优的抗倾性能,但SEVAN 650平台在风暴情况下的垂荡响应幅值需要进一步减小.     

电力系统动态记录与故障分析支撑平台的研究

分析了电力调度自动化系统和故障分析系统的现状和特点,提出了动态记录与故障分析支撑平台的概念并对其进行了研究.介绍了平台的主要特点,给出了平台设计的整体架构,并说明了各组成模块的功能划分,还对模块间的关系等相关问题进行了阐述.     

某海上平台乙二醇脱水再生系统模拟

为保障深水油气田流动安全,需注入乙二醇以抑制水合物产生,以防深水管道及设备发生堵塞,在对乙二醇进行循环再生过程中,乙二醇再生工艺能耗占比最大,为节能降耗,需对乙二醇脱水再生工艺进行参数优选.采用软件Aspen Plus建立工艺模型,结合计算结果,对比分析关键工艺参数.结果表明,在再生塔进料温度为90℃,再生塔操作压力为...     

Experimental study on spectral responses of offshore oil slick

Using the seawater taken from Liaodong Bay and crude oil taken from Liaohe Oilfield, a laboratory experiment was designed to study the change of reflectance spectrum of artificial offshore oil slick with its thickness and to identify the spectrum ranges suitable for quantifying the thickness of the oil slick. During the experiment, crude oil was continuously dropped into the seawater to generate artificial oil slick with different thicknesses. After every drop of crude oil was added, reflectance spectrum of the oil slick was measured with a high resolution spectroradiometer （ASD FieldSpec Pro FR）. The influence of oil slick thickness on its reflectance spectrum was explored through statistical analysis. The results show that the reflectance of oil slick changes marginally with oil slick thickness and higher than that of seawater in infrared band from 1150 to 2500 nm. This spectrum range can be practically used to distinguish oil slick from seawater. In the spectrum range from 400 to 1150 nm, the reflectance of oil slick decreases with its thickness. The negative power function is the best-fit function expressing the relationship between the reflectance and thickness. The spectral characteristics of oil slick are very distinct at 550 and 645 nm. They are the best wavelengths for monitoring the existence of offshore oil slick and estimating its thickness.     

海洋平台立管的传感器优化布置

为了满足海洋平台结构健康监测和损伤识别的要求,提出了一种以协调模态可观测性与损伤可识别性为目标的传感器优化布置方法。首先根据结构运动方程,利用损伤导致结构响应的变化,推导了结构响应与模态、损伤灵敏度的近似解析解。其次,建立包含模态信息和损伤灵敏度信息的传感器优化数学模型。最后利用奇异值分解方法,发展了一种以信息矩阵最大和条件数最小为目标的迭代算法。海洋平台立管的数值算例表明:该方法能够为海洋平台立管的健康监测提供可行的布点方案。     

多级工程模糊优选在海上平台设计选型中应用

针对海洋平台概念设计中经常遇到的复杂的方案优选问题,提出将多因素,多层次模糊优选理论引入平台的设计选型工作中,采用三级模糊优选考虑了影响平台选型的各种因素,针对影响因素复杂,确定隶属函数主观因素较强的情况,成功引入因素的优先关系法来确定优选矩阵的隶属度,这样较好地减少了确定隶属函数的人为影响,通过此优选模型成功地将影响平台设计选的13种主要因素和8种平台设计型式进行了多级模糊综合优选决策,得到了比较理想的决策结果,为海洋平台设计选型提供了新的思路。