基于振动响应的导管架平台极限承载能力分析

为评估到达一定服役期限的导管架平台结构安全性能,提出基于振动响应的平台时变极限承载能力分析方法。以东海某气田导管架平台为对象开展振动监测研究,采集不同海况下平台上部组块的加速度响应,通过随机减量法对平台振动响应数据进行特征函数提取,分别采用时序分析法和复指数法对预处理数据进行动力学参数识别。借助有限元分析建立不同损伤状态下平台固有频率数据库,通过与模态参数识别数据对比识别出平台结构健康状态。应用时域分析法进行平台非线性动力学分析,并结合极限承载能力评估准则建立动力极限承载能力分析方法。结果表明,基于振动监测分析结果的平台修正模型能较准确地反映在役平台结构健康状态,可实现平台的结构抗力的精确评估,得到不同服役期导管架平台结构时变抗力变化规律。     

抗冰导管架平台结构动力安全评估

基于现场冰激振动监测资料，论述了抗冰导管架平台进行动力失效评估的必要性，分析了在动冰荷载作用下抗冰导管架平台的动力失效模式，指出动力失效模式主要包括振动失效模式和疲劳失效模式，并介绍了基于现场实测冰力数据建立的直立结构冰力谱的计算方法．作为应用实例，利用ANSYS软件建立了Jz9—3GCP平台的有限元模型，分析了其结构特性，并对其进行动力结构安全评估． 此方法对于抗冰平台的设计和安全评估具有一定的借鉴意义．     

深水导管架平台风激振动条件下构件基频的计算

拖航工况下,深水导管架平台受风激振动影响严重,校核平台风激振动的关键参数为杆件基频,当前规范对导管架中构件的基频计算尚无确切公式.工程中目前认可的基频计算公式,是针对单独杆件设计,缺乏对复杂构件结构形式与杆间约束的考虑.沿用原计算方法对复杂类构件进行基频计算时,会造成较大误差.本文采用ANSYS有限元软件建立深水导管架平台模型,应用构件受激励后的自由衰减对常见构件类型的基频进行分析,根据结果对各类构件的固结系数Φ进行修正.     

海洋石油平台导管架安全监测系统

基于光纤光栅传感原理研发了应变、倾角和加速度传感器,应变测试精度达到5 με,倾角测试精度达到0.02°,加速度测试在40 Hz以下灵敏度达到800 pm/g。应用传感器建立了一套海洋平台导管架安全监测系统,实现了对腿桩支撑力、平台倾斜和摆幅的在线监测;通过建立导管架力学模型计算其应力状况,分析导管架的安全性并进行预警。系统成功应用于南海石油平台监测,为海洋平台的结构安全提供了保障。     

波浪载荷下结构尺度差异对导管架平台结构响应的影响

本文以某一导管架平台为分析计算对象,首先根据Morison方程计算组成导管架平台的各不同构件的波浪载荷,然后将其施加到有限元力学模型上。在此基础上计算分析不同构件尺度的导管架平台在波浪环境载荷作用下各构件关键位置的内力,通过对比不同尺度下导管架平台内力变化的趋势,观察不同平台杆件的尺度变化以及部分杆件由于断裂的原因而导致强度支撑作用的缺失对平台结构强度的影响,以此指导平台结构设计中的受力杆件优化设计计算。本文的计算结果表明：所采用的计算方法可以对平台设计和优化等进行有效的计算,本文所提出的方法可为导管架平台在波浪力作用下构件外载荷分析、在这些载荷作用下平台的动力响应特性评估以及平台杆件的结构优化计算提供技术依据。     

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.     

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.     

声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法

为预防因液压导管相互之间,或与机体结构、设备机箱间靠磨引起的液压导管损伤或破裂,导致飞机液压系统故障或失效等问题,提出基于声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法。通过检测导管靠磨损伤的声发射信号,在时域内进行特征参数分析,特征提取和损伤模式识别,从而判断导管是否存在靠磨损伤。在明确了导管靠磨的定义,介绍了导管靠磨的物理过程和机械损伤机理基础上,采用关联图分析对声发射信号特征参数进行分析和处理,并在飞机上进行了振动载荷作用下液压导管靠磨损伤检测实验,结果证明检测方法可行。     

极端风暴载荷下导管架平台的动力响应分析

为评估导管架平台在极端风暴工况下的整体安全性能,基于ABAQUS有限元软件建立导管架平台的有限元模型,在极端平均风工况下对平台进行了静力分析,在极端脉动风工况下对平台进行了动力分析,重点探讨了平台在三种极端风暴工况下的应力、位移、速度及加速度响应。结果表明：平台的应力集中容易发生在桩腿桩基处,平台在极端风暴工况下的位移及应力响应均满足设计需求;平台强轴的固有频率大于弱轴的固有频率,自振周期远小于波浪周期,不会发生波激共振;平台在极端风暴工况下的位移及加速度响应极值可为结构振动监测系统的预警阈值设定提供参考。     

随机波浪力作用下导管架海洋平台动力响应分析

本文以实际的导管架海洋平台为研究对象,应用大型有限元软件ANSYS对平台进行了有限元建模,建模过程中采用APDL命令和GUI菜单相结合的方式,进而通过模态分析得到海洋平台结构的固有频率和振型,在此基础上考虑随机波浪作用,分析得到海洋石油平台的结构动力响应,所得结论对于导管架平台安全性和可靠性的评价有一定指导意义。     

三维动画技术在项目管理中的应用

在陆丰13-2油田开发调整项目中,将导管架平台的海上安装过程用三维动画的形式进行了展示,形象地搭建了一个沟通海上安装方案的沟通平台。三维动画技术在导管架平台安装项目管理中还是首次应用,是一种创新管理模式。     

HHT技术在结构健康监测中的应用

Hilbert-Huang Transform(HHT)是一种新型的信号处理方法,主要适用于非线性、非平稳信号的分析,其应用已经越来越广泛。本文将此方法应用在复合材料板的损伤检测实验中。在复合材料板损伤前和损伤后各采集一组信号,对其进行HHT分析。根据得到的Hilbert谱,读出结构中的损伤信息。实验结果显示,应用HHT技术可以较好的进行复合材料板上的结构健康监测。     

海生物对南海导管架平台结构强度的影响

海生物是固定平台设计时必须考虑的因素,针对我国南海部分平台实测海生物厚度超过设计值的现象,介绍了导管架平台考虑海生物的质量以及环境力的计算方法。以我国南海某平台为例,根据最新海生物检测结果,结合其他平台检测数据预测海生物生长速度,计算不同的海生物清理方案对导管架结构强度及基础承载力的影响,进而根据计算结果给出合理的海生物清理方案,保证平台结构安全。分析结果可供后续平台定期监测海生物生长状态及结构应力时参考,对于其他平台也具有一定的借鉴意义。     

水下三维激光扫描在导管架平台损伤测量中的应用

海洋石油导管架结构受损点的尺寸测量目前主要使用机械卡尺测量,这种测量方法存在较大的误差,无法全面评估损伤点对导管架的影响,为此,需要引进新的方法和技术来满足导管架损伤点的测量。为准确评估损伤点对导管架的影响,保证导管架运营的安全,采用水下机器人（ROV）搭载三维激光扫描仪,分别对中国某海域导管架的阳极和已知损伤区域进行激光扫描,通过对激光点云数据的处理,得到被测物的三维模型,从而实现损伤结构的尺寸测量。研究结果表明,激光扫描仪便于ROV搭载和安装,可以应用于导管架已知损伤点的测量,测量精度可达毫米级。激光扫描测量的精度受诸多因素影响,作业时需优化作业方式,从而得到高质量的数据。ROV搭载水下三维激光技术,为深水结构物的尺寸测量提供了一种高精度的可行性方案,可以进行水下结构物的三维建模和尺寸测量,调查结果准确可靠,为后续的完整性评估提供参考。     

用于导管架全遍历检测的ROV路径规划

导管架平台是海洋油气开发中常使用的平台,但其所处的海洋环境使导管架经常受到流体冲蚀、海水腐蚀等,因此需要定期检查维护。为了缩短ＲOV( Ｒemotely Operated Vehicle) 的行走路程,减少检测维护费用,提高路径规划的智能程度,以惠州油田某型导管架平台为研究对象,针对ＲOV 对导管架进行单面和整体检测两种检测情况,结合图论和组合优化等理论进行了路径规划研究。通过仿真分析得出导管架全遍历的最优路线,所提出的路径规划方法和仿真结果具有较大的理论价值和实际指导意义。     

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.     

基于深度学习的土木工程计算机视觉健康监测

土木工程领域的健康监测对保证工程长期、稳定服务有着重要的意义。相较于传统的监测方法,基于深度学习的计算机视觉技术具有高效、准确等优势。对基于深度学习的计算机视觉技术在土木工程全生命周期健康监测领域中的应用进行系统综述。首先,借助文献可视化软件对该领域文献进行科学计量分析;其次,简要阐述了计算机视觉技术的发展历程,总结了在构建深度学习数据集过程中数据获取、数据处理和数据标注三个重要环节的方法与内容;最后,重点回顾了在施工现场安全管理、在役结构局部损伤检测和结构灾后整体损伤评估等应用场景中基于深度学习的计算机视觉技术的发展历程与工程实际应用价值,并展望了可拓展的应用方向。     

基于ANSYS优化分析的导管架损伤识别

采用有限元软件ANSYS自带的APDL语言和可以考虑水影响的PIPE59单元,建立了管架平台的参数化有限元模型,通过改变有限元模型中的单元几何参数和物理参数的方法,描述导管架在作业中常见的腐蚀、弯曲等损伤情况。选择和测取导管架上部远离损伤位置节点处的模态位移,创建目标函数;利用ANSYS的优化功能寻找某种对原完好导管架有限元模型进行修改后的模型,使其在测试节点的数据与预先建立的存在损伤的模型对应节点的数据趋于一致,从而实现识别导管架的损伤类型和损伤位置。计算结果表明当计算步数达到20000时,对于单处损伤的情况,损伤位置以及损伤程度识别准确率平均可达到90%以上;对于两处损伤同时存在的情况,损伤位置以及损伤程度识别准确率平均可达到70%以上。     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测

对于大跨度桥梁的结构健康监测,传统的人工检测方法存在主观性强,整体性、时效性差等不足.目前广泛使用的有线健康监测在应用中也存在着布线难,系统易受环境影响等困难.利用无线传感器网络技术对桥梁结构健康状态进行监测,不仅保留了有线健康监测的优点,而且弥补了其在应用中的不足.文章首先对整个系统的组成进行了说明,接着分别对无线传感器网络节点以及基站的组成和作用进行了说明.在此基础上,提出温度漂移对无线传感器网络节点的加速度传感器输出的影响,并对如何利用温度补偿技术来校准加速度传感器的输出值进行了探讨,且给出了数据校准前和数据校准后的对比图.接下来,提出节点时钟同步的必要性,并对网络的时钟同步原理进行了探讨.在润扬长江大桥锚索上安装无线传感器网络节点,利用节点采集锚索的振动信息,并将其发送到基站节点.经数据分析可以得出锚索的振动频率,根据振动频率,便可以分析其受力情况,最终可以判断桥梁的结构健康状态.     

基于弹性波的碳纤维复合芯导线结构健康监测系统

碳纤维复合芯(ACCC)导线的结构不同于钢芯铝绞线(ACSR),传统的导线检测方法难以在ACCC导线上得到有效应用。为了保证电力系统运行的稳定性与可靠性,有必要对ACCC导线的结构健康进行快速、全面的检测。根据ACCC导线的结构与弹性波的传播特性,分析了弹性波的相速度、群速度及频散特性,采用虚拟仪器技术,提出了一种基于弹性波检测技术的ACCC导线结构健康监测系统。基于小波变换理论,分析了峰值到达时间的计算方法,研究了激励信号的波形、频率、幅值及波峰数的选择策略。根据弹性波的信号特征,进行了幅值衰减特性实验,研究了信号幅值随距离变化的规律与不同中心频率下的幅值变化特征,结果表明,激励信号的幅值在传播过程中随距离呈指数衰减。以ACCC/TW导线为实验对象,搭建实验平台,进行了损伤定位与损伤辨识,实验中定位的最大误差不超过4. 28 cm。通过比较损伤的实际位置与结构健康监测系统的输出结果,表明所研究的系统能够有效地对ACCC导线损伤进行定位并具有良好的精度。基于功率谱密度的分析方法,实验研究了不同频率和不同损伤条件下的信号特征。结果表明,通过分析功率谱密度曲线的特征,实现了对ACCC导线不同损伤状态的辨识。