吸能器是导管架靠船缓冲装置,能够提高船舶停靠安全.通过对橡胶吸能型吸能器结构型式的改进,达到了改善吸能器吸能效果的目的.结合有限元的超弹性材料非线性分析方法,对0°和30°方向上的外部冲击荷载作用下吸能器变形效果进行了数值模拟分析,其主要结论如下:其一,改进后的吸能器结构经过测试,橡胶吸能构件的拉伸强度提高20%,硬度提高5%以上,扯断伸长率提高20%以上;其二,在竖直冲击荷载作用下外管承受的应力最大,在30°方向冲击荷载作用下内管承受的应力最大;其三,橡胶吸能结构在30°方向冲击荷载作用下的应力比垂直受力时要大.这种新型吸能器装置目前已成功应用于多个海洋工程固定式结构中.

以重约12 500 t的海洋平台上部组块为例,对冬季渤海海域应用浮托安装法进行平台海上安装过程中的风、浪、流和潮等环境条件和驳船运动等进行监测和较详细的结果分析.结果表明,现场环境因素和驳船运动等满足设计要求,监测结果为指挥人员高效地获取现场实时数据提供支持,并给出适合作业时间窗口期及指导现场作业安全有效进行.可为今后同类工程施工提供参考,使大型平台浮托安装得到更安全有效的实施.

对于吊机立柱布置在主轴线上的情况,提出了一个吊点布置在在吊机立柱上,其它三个吊点布置在上层甲板主轴线顶部的吊点布置方案,阐述了该吊装方案的吊点形式和分析流程给出建议,并给予SACS和ANSYS软件对吊点结构进行强度校核,验证了该吊点布置方案的可行性,为后续工程项目应用提供参考.

以重量约10 000 t的上部平台组块为例,对应用双船浮托法进行平台海上安装的短距离运输过程进行数值模拟分析和水池模型试验研究,并对其中典型工况进行对比分析.结果表明:由2艘短距离运输船的六自由度运动以及桩腿对接耦合缓冲装置(Leg Mating Unit,LMU)的受力响应随着波浪方向与周期的变化可知,数值模拟与模型试验结果趋势相似;从数值上分析,数值模拟的结果小于或接近于模型试验的结果;当波浪方向确定时,各缆绳张力随着波浪周期变化的幅值较小.对短距离运输进行分析研究,可为海洋平台采用双船浮托法安装的方案设计和实施提供一定的参考.

本文对浅水导管架水平度问题进行分析,通过制定调平程序,结合实际工况,把导管架的水平度调整到规范范围之内,并且分析了造成导管架水平度出现问题的主要原因以及规避方式.

随着海洋油气开发的深水化、大型化,越来越多海洋结构物需要长距离的运输.本文基于南海某油田开发项目中大型导管架拖航运输案例对长距离运输时驳船及拖轮的准备工作、拖航过程中需注意的问题、驳船稳性以及运动情况等进行了阐述和分析.可为其它大型导管架长距离运输工程实践提供参考.

随着海洋油气开发逐步的由浅海向深海延伸,平台导管架建造也朝着深水化、大型化的方面发展.文中基于南海某油田开发项目的导管架滑移下水安装案例对大型导管架滑移下水所需的船舶设备资源、施工程序及步骤、计算分析内容等进行了简要介绍.可为其它大型导管架滑移下水工程实践提供参考.

随着我国海洋油气事业的迅速发展,海洋结构物的深水化及大型化势在必行.拖拉滑移装船法是目前海洋工程领域常用的一种大型海洋结构物装船方法.本文将基于南海某油田开发项目中大型导管架装船案例对拖拉滑移装船法的施工程序及步骤、失效分析、调载计算以及关键部件分析等进行阐述.可为后续国内其它大型导管架滑移装船工程实践提供参考.

考虑到目前国内百米级以上水深的浮托安装案例较少,需要总结和积累工程经验,以重约15500 t的上部平台组块为例,对南海百米级水深运用浮托安装技术及大型组块海上安装的设计进行了分析,给出关键计算结果,分析实践过程中的现场实时监测情况.

介绍了吊臂变幅速度优化的意义,对半潜式起重铺管船起重机吊臂变幅速度进行了优化研究,通过研究使得半潜式起重铺管船起重机能够匹配合适的吊臂和动力系统,进而使建造和吊装成本达到最优配置.

双船浮托法是目前海洋工程领域新兴的一种大型平台组块海上安装施工方法.基于双船浮托法,对该技术应用大型组块的整体拆除作业进行了部分研究,该技术既可解决大型平台拆除难题,同时又减少了大型起重船等稀缺资源的使用.可为今后同类工程实践提供参考,使双船浮托法用于大型组块拆除作业的方法得到有效安全的实施.

密封隔膜是大型较深水导管架安装用的关键装置.本文讲述了一种密封隔膜的设计和制造方法,从如何采用有限元分析软件进行球形结构的深浅选型和产品结构设计,到缩比小产品性能试验,再到生产、制作出大型成品的整个过程.结果表明,采用本文介绍的方法能够实现密封隔膜的设计和制造,产品可适用于百米级大型较深水导管架的海上安装.

以重量1万t的导管架平台上部组块为例,对双船浮托法安装上部组块的方案,分别采用数值模拟和水池试验两种方法对其中的典型工况进行运动和受力分析,结果表明,水池试验和数值模拟趋势一致,结果吻合较好,在所考虑的海况条件下,各种装置受力均满足设计要求,各驳船及上部组块的运动幅值均在相关规范要求范围内,可以进行安装作业.

基于三维势流理论,对采用双船浮托法进行过驳作业时三船系统的水动力参数进行数值计算,分析三船系统的水动力特性和运输船与两侧浮托船间距之间的关系.计算结果表明:当三船间距逐渐增大时,水动力系数波峰(或波谷)的产生距离呈规律变化,一般为1/2倍或1倍波长;在部分频率上,当三船间距较小时会出现剧烈的共振.结合分析结果对双船浮托法的方案设计提出建议.

本文通过对南海荔湾3万吨级组块浮托安装项目的研究,探索出了南海开阔海域超大型组块浮托安装设计技术,该技术包含了目前世界上常用的数值计算分析、水池模型试验及现场实测技术,并且将虚拟现实模拟技术引入到浮托安装设计,最终形成了一套完整的"四位一体"闭环浮托安装设计技术体系.

桩基固定式导管架是海上油气平台和海上风电平台基础最常用的一种形式.随着我国海上风电和油气田开发的迅猛发展,大型深水导管架的建造数量也迅速增加.其中,大型较深水封隔器是深水桩基固定导管架建造过程中的关键部件,其性能会直接影响到灌浆的成败,从而直接影响导管架的安装质量.目前,国内使用的大型深水导管架封隔器均为进口产品,为保证工程质量,对封隔器结构设计和制作工艺进行研究,逐渐实现国产化是势在必行的.针对封隔器的结构和制作工艺进行研究,希望能为该产品的设计和制作提供参考.

桩腿耦合缓冲装置(LMU)已经广泛应用于各种固定式和浮式平台的整体浮托安装,且是浮托安装中不可缺少的关键装置.然而国内项目多是采用传统的正置式LMU,本文基于南海东方13-2项目对倒置、分体式LMU的结构设计及正置式LMU的对比情况进行了较为详尽的介绍,以期能为今后其它同类工程实践提供参考.

半潜平台在复杂海洋环境作用下,会发生不规则的六自由度运动响应.这种平台运动的不规则性和随机性对平台作业、栈桥控制以及直升机起落等造成极大的不确定和未知风险.因此,在极短期内准确快速预报平台运动响应对深海浮式平台作业和设备安全具有重要的实际意义.然而目前针对浮式平台运动响应的计算主要是基于势流理论,对确定波浪激励下的平台一阶运动和二阶慢漂运动进行求解,计算的时效性不能满足实际需求.此外,还需要对入射波浪时历进行准确预报,导致平台运动响应准确计算更加困难.针对上述难题,提出了基于EMD-LSTM模型进行平台运动极短期预报的方法.该方法以半潜平台模型试验数据为研究对象,首先对平台运动响应的时间序列进行预处理,接着采用经验模态分解算法(EMD)将时间序列分解成相对平稳的分量,再利用长短期记忆(LSTM)神经网络可以处理复杂非线性长时间序列的优点,对时间序列进行训练预测,最后进行仿真,同时与传统LSTM模型与EMD-BP模型进行对比,仿真结果表明基于EMD-LSTM模型的平台极短期预报方法精度较高,该方法是可行的,具有工程应用的实际意义.

采用基于粒子群算法改进的蚁群算法进行了浮吊起重机吊高与跨距参数优化,以起吊时吊臂主弦杆正应力最小为优化目标,以吊臂长度、高度和吊臂的仰角为设计变量,以应力、位移、高度为约束条件,给出了吊臂长度、截面高度、主弦杆尺寸等初步优化结果,并校核了各起吊工况的被吊物与吊臂间隙,给出吊高与跨距关系曲线.