2022(02):1-7. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220201
摘要:以中国南海某海上风电吸力筒导管架基础为分析对象,以50 a重现期极端工况为载荷条件,考虑筒-土接触建立全三维有限元模型,对吸力筒导管架的安装角度和结构强度、地基沉降以及筒基承载力进行分析。结果表明,当基础安装方向与浪流作用方向的相对作用角为120°时,基础所受载荷响应最小。地基承载力和基础强度满足要求。在基础及风机安装过程中最大产生0.431 m土体沉降,应为基础预留足够的沉降量。
2022(02):8-15. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220202
摘要:基于Abaqus的AQUA模块,分析外激励作用下合成纤维缆的动力特性。使用Abaqus中UMAT子程序模拟缆索的动刚度特性。以水深为1 500 m的深水绷紧式系泊系统为研究对象,分别对其进行静刚度和动刚度计算,比较2种情况下缆索张力的变化。传统缆索张力算法认为整根缆的张力与刚度相同,分别以缆首端和尾端为研究对象,比较其动张力与动刚度的区别,说明在采用传统算法计算时存在误差。分析自重和海流力对缆索张力和动刚度的影响,发现自重和海流力在张力计算中不可忽略。分析外激励幅值和周期变化对缆索张力和动刚度的影响,结果表明张力峰值随外激励幅值的增大而增大,缆索张力和动刚度周期随外激励周期的变化而变化。
2022(02):16-21. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220203
摘要:选取非对称式起重拆解平台作为研究对象,其区别于传统平台的主要特点是采用无横撑非对称的主船体结构并且立柱与上甲板连接处采用大圆弧结构。为验证这种新型平台波浪砰击等非线性效应的性能,使用ANSYS Workbench建立平台三维有限元模型,使用STAR CCM+软件对研究对象和传统平台进行水动力分析,研究2种不同形式对气隙及砰击响应的影响并通过数值模拟研究大弯角连接结构的特点。结果显示:由于目标平台立柱的不对称特性,负气隙位于船体一侧,砰击响应有别于传统的半潜式平台;大弯角连接结构可有效改善立柱与下甲板连接处应力集中问题。针对模拟试验结果可以有目的性地对易发生波浪砰击等波浪非线性现象的关键区域进行结构加强,确保恶劣工况条件下的平台安全性,对相关类型平台设计提供一定的参考。
2022(02):22-27. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220204
摘要:为保证水下采油树控制系统的监测和控制回路生产运行功能正常,提出运用一种改良的贝叶斯网络与GO法相结合的方法对系统控制回路进行可靠性分析。根据正常工况和泄漏工况,对系统的生产回路和环空回路的各控制阀门的操作路径建立GO图。列出系统的控制回路框图,并按照对应GO模型转换成GO流程图。按照一定的映射规则,将GO图转换成对应的贝叶斯网络结构。根据贝叶斯法的前向和后向推理计算规则,得出控制回路在不同工况下各阀门的风险概率。分析结果表明,在深水环境的高压和高腐蚀性影响下采油树系统的控制功能会受到一定的影响,水下控制模块(Subsea Control Model,SCM)的失效率较高。
2022(02):28-32. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220205
摘要:基于渤海已开发的边际油田,对上游各专业界面数据进行梳理和总结,考虑油藏类型、钻探深度、依托距离等因素,形成关键数据指标,建立快速经济评价体系和计算模型,得出多因素变动下油田经济效益和储量开发界限。以渤中某边际油田为例,与常规评价值相比,计算模型的各项关键参数平均差异率低于10%,验证模型的可靠性。该模型可满足勘探目标评价、储量目标评价和前期研究的快速评价等阶段的需求,为渤海边际油田开发快速决策提供定量化的经济性支撑。
2022(02):33-38. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220206
摘要:针对半潜式平台系统故障警报信号频发、系统运行稳定性差等问题,基于半潜式平台工作信号点位数据集研究影响半潜式平台稳定运行的重要因素。基于这些影响因素采用机器学习、深度学习算法构建基于深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)的平台系统稳定性预测模型,该模型的曲线下面积(Area Under Curve,AUC)得分较逻辑回归、K近邻查询、支持向量机、朴素贝叶斯等传统机器学习模型的AUC得分提高1.0%~16.0%、准确率提高3.0%~25.6%,表明DNN模型具有较好的拟合能力和泛化能力,可以用于工业实践。
2022(02):39-45. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220207
摘要:针对单点系泊软刚臂未满载压载水的非正常情况,建立软刚臂纵向静回复力矩模型和计算方法。当水舱未满载压载水时,水会随软刚臂的纵向转动在水舱内流动,使软刚臂质心发生变化。计算结果表明,软刚臂纵向静回复力矩随转角变化曲线与相同质量下固定质心情况的曲线有较大差异,并且载水量越小二者差异越大,随着载水量逐渐增大,二者的差异越来越小,最终趋于一致。
2022(02):46-52. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220208
摘要:为研究球体入水冲击载荷特性,并进一步研究相似准则及各参数的影响,使用CFD方法和重叠网格技术对刚性球体入水问题进行数值仿真,分析不同比例完全相似的球形结构体在不同入水角度和入水速度等多种工况下的冲击载荷特性。结果表明:采用控制变量法在一定参数范围内入水冲击载荷峰值与球体半径的2次方、入水速度的1.5次方和入水角度的0.6次方依次成比例;在质量和速度耦合分析中入水冲击载荷峰值与入水速度的1.5次方和质量的0.5次方的乘积近似成比例。研究结果可为模型试验提供参考,为从模型数据计算实型数据提供计算法则。
2022(02):53-59. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220209
摘要:以某勘探船为例,采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)法对重要舱室噪声进行预报,并对超标舱室进行声学防护设计。利用声学分析软件VA One建立声学模型,对只考虑钢材损耗因子不考虑内装材料影响的舱室声压级进行预报,确定主要激励源和传递路径。在此基础上,预报添加内装材料后的舱室声压级,对声压级超规范许用值位置进行降噪处理。对于空气噪声,大部分采用添加隔声板的方式进行降噪处理;对于结构噪声,主要采用隔振的方式,即将大型设备基座由刚性支座改为弹簧支座的形式。在采取降噪措施后,全船重要舱室均满足中国船级社(CCS)规范噪声舒适性附加标识COMF(NOISE 2)标准要求。研究结果可用于同类型勘探船舶降噪设计,为其他类型船舶舱室的降噪设计提供参考。
2022(02):60-66. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220210
摘要:为节约成本,在设计要求相对较低的浅水海域采用悬跨式隔水管。详述悬跨式隔水管的设计流程,提出悬跨式隔水管设计中的等效模型设计,对悬跨式隔水管进行强度和涡激振动(Vortex-Induced Vibration,VIV)疲劳分析,提出改善VIV疲劳的方法,旨在为浅水可移动平台悬跨式隔水管的应用提供设计框架和参考依据。
2022(02):67-72. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220211
摘要:以质量为100 t的小起重机基座法兰筒体焊缝为研究对象,研究传统的现场焊后热处理(Post Weld Heat Treatment,PWHT)和振动时效(Vibration Stress Relief,VSR)新方法对降低焊缝残余拉应力的效果。试验结果表明:PWHT平均应力消除率为14.7%,VSR平均应力消除率为37.32%~46.03%;VSR后的残余应力分散性比PWHT小、应力均化效果佳。对VSR工艺进行优化,获得适应法兰筒体VSR去应力的最佳工艺参数。将VSR的直接经济效益和间接经济效应与PWHT进行对比。VSR设备简单、易于搬动、操作方便,适应大型海工结构件现场处理,具有较好的应用前景。
2022(02):73-79. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220212
摘要:针对软土覆盖层浅、基岩强度大的海上风电大直径植入型单桩基础嵌岩方案,建立桩-基岩-灌浆料模型,对植入型嵌岩单桩基础进行受力分析,分析结果表明单桩最大应力和灌浆料最大应力均满足极端情况下的风电基础设计要求。介绍钢管桩与岩孔间填充材料的选择、灌浆施工工艺,以及海上风电大直径嵌岩单桩风险点和解决措施。该技术对海上风电大直径嵌岩单桩的设计开发具有一定的启发作用。
2022(02):80-84. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220213
摘要:简要介绍超重力机的结构、原理和应用成果,并以空气和水蒸气的混合气模拟天然气,以70 mm/260 mm尺寸的丝网填料作为旋转填料床(Rotating Packed Bed,RPB)进行模拟试验,模拟不同转速、三甘醇(Triethylene Glycol,TEG)流量、气液比对脱水效果的影响。试验结果表明,在气量稳定的情况下,存在一个相对经济的TEG流量,在此流量及以上范围内,露点温度可明显下降,此时气量增加对露点温度的影响不大。在综合考虑特定平台的产气量、脱水效果和经济性后,可得出适合特定平台的经济TEG流量,为下一步实现工业化应用提供技术支持。
2022(02):85-91. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220214
摘要:针对东海28英寸长输登陆管道出现的多处悬跨和近岸63 km处3 km管道偏移事故,综合分析该登陆管道历史埋深变化检测资料,结合区域海洋水文地质条件和泥沙动力条件,并通过涡激振动(Vortex-Induced Vibration,VIV)临界悬跨长度、疲劳寿命和侧向稳定性等理论数值计算分析出现该事故可能的原因,从而提出基于该风险的最优防护措施和未来综合性预防措施。
2022(02):92-96. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220215
摘要:统计分析渤海油田油气生产设施弃置需求,其未来设施弃置需求将呈逐年上升趋势,介绍设施弃置的方式和弃置工作的主要内容,阐述油气井、上部组块、导管架、海管和海缆在弃置过程中使用的方法、技术及影响,总结海上油气田弃置中应遵循的方案编制、海洋恢复以及清洗废液、弃井污染问题等处理的原则,可为具体的工程实践提供指导和借鉴。
2022(02):97-103. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220216
摘要:围绕管道悬空检测技术,在总结其技术发展现状的基础上分析其发展趋势。人工潜水员检测、水下机器人检测和声呐检测方法的检测精度较差,且效率低下。水下激光检测和分布式光纤主动加热法检测较大地提高检测结果的准确度,但所需成本较高,不符合目前的行业需要。相较而言,管道智能检测机器人具有直接接触的工作方式,检测结果能精确地反映管道悬空的真实状态,且检测成本较低,将是未来海底管道悬空检测的主要技术手段,具有发展优势及潜力。
2022(02):104-108. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.02.20220217
摘要:对目前我国海洋油气田无钻修机平台修井作业方式进行调研,对已经应用成熟的搬迁修井机、液压修井机、连续油管修井和投捞潜油电泵等作业方式进行综述,论证各项作业方式所适用的条件,并对技术局限性进行分析。根据我国国内海洋油气田的开发情况,制约无钻修机平台修井的瓶颈在于提高作业时效和降低作业费用。对国内海洋油气田开发趋势进行分析,未来无钻修机平台修井作业方式将有较大改进。对无钻修机平台修井作业方式进行思考和展望,整理海洋无钻修机平台修井的思路,为海洋平台开发和修井作业提供参考。