南海固定式平台极限承载能力分析研究

发布时间：2020-04-03 06:24

【摘要】：固定式导管架平台是最早应用于海洋石油工程的海洋平台，目前仍有大量的导管架平台服役于各大海域，但这些平台大部分都到了设计服役期的中后期。对于这些平台，安全问题是我们需要考虑的首要问题，这就需要我们定期对在役的海洋平台做安全检测和评估。目前主要的两种安全评估方法中，环境荷载作用下结构极限强度的估算是问题的关键。因此，对已建成的服役结构体系的安全评定必须考虑结构抵抗环境荷载的极限承载力，特别是对受损伤的结构需要做极限承载能力的分析计算。 极限承载能力分析的理论方法目前已经比较成熟，但是在具体的措施方面，针对不同海域，环境荷载不同，解决问题的方法也是不一样的。综合国内在平台极限承载能力方面的研究发现，研究对象绝大多数是针对在渤海或东海海域服役的平台，考虑的载荷主要是冰载荷，即冰载荷作用下的极限承载能力。而对于南海海域，波浪载荷为主要载荷，尤其是台风影响时极端波浪载荷作用下的导管架平台极限承载能力分析目前还很少开展相关研究。 本文针对这一问题，提出实际有效的解决办法。从安全评估的角度，，首先运用ANSYS有限元软件对处于南海海域的固定式导管架平台进行结构静力分析、模态分析和瞬态动力分析，并在此基础上提出针对在南海海域荷载条件下的导管架平台的极限承载力分析方法——基于ANSYS软件的单元替换法。单元替换法很好的解决了在运用ANSYS软件对南海环境荷载作用下的导管架进行极限承载力分析时计算波流耦合力及设计荷载的加载问题。运用此方法，本文成功分析了处于南海环境荷载作用下的无初始缺陷的固定式导管架平台极限承载能力，然后进一步考虑平台在服役过程中受到损伤的情况，对各种损伤情况下的导管架平台进行极限承载力分析。分析结果表明，有损伤的平台的极限承载能力相对于完好平台有比较大的降低，特别是海水腐蚀对平台的极限承载能力影响相对于海生物附着和构件断裂缺失影响更大。最后根据海洋平台安全性评价体系，计算出基于极限承载力的各项强度系数，为工程实际中处理这一类问题提供参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P75

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陶冉冉;闫相祯;刘锦坤;;浅谈安全评估在海洋平台上的应用[J];石油和化工设备;2010年02期

2 欧进萍,肖仪清,刘学东,张兴才,潘东民;导管架式海洋平台结构极限承载力分析的整体推进法及其软件[J];海洋工程;1999年03期

3 许滨，申仲翰;海洋导管架平台的极限强度分析[J];海洋工程;1994年03期

4 李向红;渤海湾四桩新型平台的极限载荷[J];江苏理工大学学报(自然科学版);1999年02期

5 范运林，陈环;渤海新型海洋平台承载能力的模型试验研究[J];水利学报;1995年05期

6 张兆德;韩晓风;冯永训;;后服役期导管架式海洋平台的极限承载力分析[J];石油机械;2007年10期

7 许滨,申仲翰,吕聪;渤海八号导管架生产平台极限承载力分析[J];中国海洋平台;1994年Z1期

8 杨树耕,孟昭瑛,任贵永;有限元分析软件ANSYS在海洋工程中的应用[J];中国海洋平台;2000年02期

9 李茜,杨树耕;采用ANSYS程序的自升式平台结构有限元动力分析[J];中国海洋平台;2003年04期

10 邢金有,隋智享;老龄平台极限强度评估[J];中国海洋平台;2004年02期

本文编号：2613055