台风作用下海洋井架结构安全风险监测及评级 被引量：1

1

作者 张士超 黄儒康 +3 位作者 李彪彪 李建伟 陈小伟 何宝林 《石油机械》 北大核心 2025年第2期65-73,共9页

海洋井架服役期间经常承受极端风载荷作用,定量评估其风载作用下的结构响应并指导安全风险预警尤为重要。采用有限元分析方法研究风载作用下井架高风险区,结合在线监测技术采集井架在台风期的结构响应数据,并建立风载作用下井架安全评... 海洋井架服役期间经常承受极端风载荷作用,定量评估其风载作用下的结构响应并指导安全风险预警尤为重要。采用有限元分析方法研究风载作用下井架高风险区,结合在线监测技术采集井架在台风期的结构响应数据,并建立风载作用下井架安全评级模型,对井架现状进行量化风险分级。应用结果表明:井架在风载作用下高风险区域处在结构不同分体的连接处,尤其是承载机构部位;井架在线监测设备可实现在台风期持续平稳运行,监测数据可为井架安全状态监测预警提供参考;井架安全风险评级模型可在充分结合井架实际服役状况及台风预警数据的前提下,实现井架量化安全风险评级。所得结论可为台风期井架安全风险预警及分级管控提供有益指导。 展开更多

关键词 海洋井架结构 风载作用 高风险区 安全风险评级 在线监测

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在役海洋井架结构性能评估 被引量：9

2

作者 朱本瑞 陈国明 +2 位作者 张坤 吕涛 康健 《石油机械》 北大核心 2014年第6期38-42,共5页

对服役中的海洋井架结构进行检测评估,保证其服役期间的安全性和适用性具有重要意义。通过现场检测获得某海洋钻机井架结构当前状态的服役数据,采用ANSYS软件建立了其结构分析模型,并基于模型修正理论进行修正,获得符合井架实际状态的... 对服役中的海洋井架结构进行检测评估,保证其服役期间的安全性和适用性具有重要意义。通过现场检测获得某海洋钻机井架结构当前状态的服役数据,采用ANSYS软件建立了其结构分析模型,并基于模型修正理论进行修正,获得符合井架实际状态的精准模型,进而从结构强度、动态响应、稳定性以及可靠性4个方面系统地对结构进行了安全评估。评估结果表明,该井架综合性能良好,整体可靠性指标为7.15,检测发现的腐蚀、整体弯曲及构件弯曲对井架工作性能和承载能力影响较小,井架可继续安全服役。为防止井架结构进一步腐蚀恶化,需对井架腐蚀构件喷涂防腐层,以保证其后期服役的安全性。 展开更多

关键词 海洋井架 安全评估 动态响应 稳定性 可靠性 动态载荷

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HJJ675/52-T型海洋井架在风暴自存下的特性分析 被引量：5

3

作者 张辉 冯利杰 +2 位作者 潘志杰 王泽 陈艳 《石油机械》 北大核心 2014年第12期48-51,共4页

海洋井架不但承受工作载荷,同时也承受风载荷以及海洋环境载荷。运用ANSYS有限元软件建立了HJJ675/52-T型海洋井架模型,对井架所受的风载荷进行了计算,对井架进行了模态分析和谐响应分析,指出了井架在风暴自存工况下的薄弱环节。建模时... 海洋井架不但承受工作载荷,同时也承受风载荷以及海洋环境载荷。运用ANSYS有限元软件建立了HJJ675/52-T型海洋井架模型,对井架所受的风载荷进行了计算,对井架进行了模态分析和谐响应分析,指出了井架在风暴自存工况下的薄弱环节。建模时井架上所带的扶梯、栏杆等附件以及天车、游车、顶驱、二层台等装置视为集中载荷施加于相应节点上。分析结果表明,节点的位移频率曲线反映了井架的共振特性;实际操作中应根据钻井工况的不同,调节绞车的转速使其避开井架的固有频率,以免引起井架共振。 展开更多

关键词 海洋井架 模态分析 谐响应分析 风载荷 风暴自存 振型

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基于静动力分析的海洋井架钢结构有限元模型修正方法 被引量：2

4

作者 黄志强 张坤 +3 位作者 邱成松 冯俊森 纪苏丹 刘航 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期611-617,705-706,共7页

为了得到能够更加真实地反映海洋井架静动态力学性能的有限元模型,本文提出联合运用静动力目标函数的井架结构有限元模型修正方法,相对于单独运用静力、动力目标函数的模型修正方法,本文方法能更好地适应海洋井架的静动态力学特性。为... 为了得到能够更加真实地反映海洋井架静动态力学性能的有限元模型,本文提出联合运用静动力目标函数的井架结构有限元模型修正方法,相对于单独运用静力、动力目标函数的模型修正方法,本文方法能更好地适应海洋井架的静动态力学特性。为验证该修正理论的正确性,以某海洋井架为原型建立缩尺比为1:14的模型井架。在对该井架进行静动力测试和有限元仿真分析的基础上,根据对结构静动态性能的具体要求提出目标函数与约束条件,通过灵敏度分析选取合适的设计参数,采用一阶搜索优化算法对待修正的设计参数进行优化,得出有限元模型的修正结果。结果表明:与模型修正前相比,修正后井架一阶模态频率的误差减小到了-5.282%,二阶模态频率的误差减小到了-6.320%,而各个测点的应力误差控制在4%以内。这说明该方法可以较好的修正初始有限元模型,使井架有限元模型更加接近真实模型,可进一步用于分析预测井架结构的承载能力和使用寿命。 展开更多

关键词 海洋井架 有限元模型 模型修正 修正函数 静动力分析 灵敏度

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海洋井架结构非线性分析 被引量：3

5

作者 孙建梅 杨付刚 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期58-62,共5页

根据海洋钻井井架实际结构特点,建立弹性基础上的三维有限元模型。按9种工况对某井架的有限元模型进行加载,并且在传统线弹性理论基础上加以改进,考虑非线性P-Δ效应的影响。应用有限元分析软件StruCAD进行分析计算,给出可靠的计算结果... 根据海洋钻井井架实际结构特点,建立弹性基础上的三维有限元模型。按9种工况对某井架的有限元模型进行加载,并且在传统线弹性理论基础上加以改进,考虑非线性P-Δ效应的影响。应用有限元分析软件StruCAD进行分析计算,给出可靠的计算结果;并且系统分析结构的受力特点和影响因素,得出对于井架这类高耸结构应该考虑P-Δ效应的影响。 展开更多

关键词 海洋井架 有限元方法 力学分析 P-Δ效应

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450T海洋井架模态分析与钻井工艺建议 被引量：9

6

作者 吴文秀 邓坤法 +2 位作者 许富艳 华剑 付晓庆 《石油机械》 2015年第12期64-67,共4页

井架的固有频率与外部设备振动频率及风载荷等频率接近或吻合时,井架将发生共振。在模态分析理论介绍的基础上,采用有限元软件对450T海洋井架进行了动态特性分析,研究了其振动特性。建模时依据井架杆件采用的材料结构定义了17种截面属性... 井架的固有频率与外部设备振动频率及风载荷等频率接近或吻合时,井架将发生共振。在模态分析理论介绍的基础上,采用有限元软件对450T海洋井架进行了动态特性分析,研究了其振动特性。建模时依据井架杆件采用的材料结构定义了17种截面属性,网格划分选取2节点188梁单元。分析结果表明,与不考虑预应力相比,在考虑预应力效果时,井架的前10阶频率均有下降,但下降幅度不大,说明预应力效应对井架的振动特性影响较小;井架前4阶模态频率对应的转速在转盘和绞车的正常转速范围内,但第1、2阶模态频率对应的转盘和绞车转速在100 r/min以下,且2阶模态频率接近。 展开更多

关键词 海洋井架 模态分析 预应力 共振特性 模态频率 风载荷 有限元

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某450T海洋井架的谐响应分析 被引量：5

7

作者 吴文秀 曾云 +2 位作者 邹刚 钱玉宝 邓坤法 《石油机械》 2016年第6期75-77,95,共4页

海洋钻机井架所处工作环境异常恶劣,不仅承受静载荷的作用,还要承载大量的诸如平台动态设备激励、风载和海浪等动载荷的作用。在谐响应理论分析的基础上,在有限元软件中采用直接法建立了某450T海洋井架模型,对模型中的3个节点X和Z方向... 海洋钻机井架所处工作环境异常恶劣,不仅承受静载荷的作用,还要承载大量的诸如平台动态设备激励、风载和海浪等动载荷的作用。在谐响应理论分析的基础上,在有限元软件中采用直接法建立了某450T海洋井架模型,对模型中的3个节点X和Z方向位移进行分析。分析结果表明,第72节点和第2037节点X方向位移均大于Z方向位移,说明井架X方向刚度较Z方向差;井架顶部第3853节点附近位移均很小,说明井架工作中不会产生较大的强迫振动。所得结论为海洋井架的优化设计、强度校核和安全性评定提供了依据。 展开更多

关键词 海洋井架 谐响应分析 模态分析 固有频率 位移响应

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含缺陷海洋井架承载能力及剩余寿命分析 被引量：1

8

作者 吕程 管锋 +2 位作者 周传喜 邓一波 刘先明 《机床与液压》 北大核心 2022年第16期119-124,共6页

为掌握某在役海洋修井机井架的实际承载能力和剩余寿命情况,结合ANSYS APDL命令流和井架承载能力评估方法,建立井架承载能力可视化有限元模型;利用等效截面法建立含缺陷井架模型,分析腐蚀、杆件初弯曲、应力集中3种缺陷对井架承载能力... 为掌握某在役海洋修井机井架的实际承载能力和剩余寿命情况,结合ANSYS APDL命令流和井架承载能力评估方法,建立井架承载能力可视化有限元模型;利用等效截面法建立含缺陷井架模型,分析腐蚀、杆件初弯曲、应力集中3种缺陷对井架承载能力的影响;通过加载应力测试结果对模型进行验证,并在此基础上提出基于年腐蚀率的井架剩余寿命预测方法。结果表明:采用无缺陷井架模型分析井架实际承载能力存在较大误差,不能准确反映井架的实际受力和变形情况;含缺陷井架模型分析结果同加载应力测试结果吻合,模型准确,3种缺陷中腐蚀缺陷对井架实际承载能力影响最大。经分析,该井架实际承载能力为865 kN,剩余寿命为13a,分析结果可为井架安全作业提供参考。 展开更多

关键词 海洋井架 承载能力 剩余寿命 损伤缺陷 年腐蚀率

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9000m自升式海洋井架的研制 被引量：5

9

作者 葛运春 刘孔忠 +4 位作者 魏柳兴 陈军鹏 周莉莉 何军国 汤伦 《石油机械》 北大核心 2014年第11期151-154,共4页

针对深海深层油气资源的勘探开发不断深入,海洋勘探对深海工程装备的勘探井深要求提高的现状,研制了9 000 m自升式海洋井架。该井架采用直立无绷绳、多节套装、自升式、K形结构,自带起升绞盘,安装方便且占地面积小。井架采用小模块设计... 针对深海深层油气资源的勘探开发不断深入,海洋勘探对深海工程装备的勘探井深要求提高的现状,研制了9 000 m自升式海洋井架。该井架采用直立无绷绳、多节套装、自升式、K形结构,自带起升绞盘,安装方便且占地面积小。井架采用小模块设计,每个模块总质量小于17t,满足海洋平台现场吊装要求。井架本体及关键受力部件采用热喷铝防腐处理及喷涂海洋防腐油漆工艺,满足海洋环境防腐要求。井架载荷试验结果表明,在最大试验载荷6 750 k N时,井架最大应力部位的应力值为148.2 MPa,该部位井架材料屈服强度为325.0 MPa,由此得井架的安全系数为2.19,大于API Spec4F所要求的安全系数1.67,因此井架强度满足要求。9 000 m自升式海洋井架的成功研制,将进一步推动深海深层钻井装备的国产化。 展开更多

关键词 深海 自升式 海洋井架 模块设计 SACS模型

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基于混合模型修正的在役海洋钻机井架实时承载能力评估

10

作者 闫天红 周国强 董浩轩 《天然气工业》 北大核心 2025年第6期170-181,共12页

随着海上油气资源勘探开发的不断深入,在役钻机井架作业安全就显得尤为重要。由于钻机井架面临海洋环境腐蚀、结构损伤及苛刻钻井作业条件,在役海洋钻机井架不可避免出现结构损伤和性能退化,进而降低承载能力并可能导致耐久性失效,给海... 随着海上油气资源勘探开发的不断深入,在役钻机井架作业安全就显得尤为重要。由于钻机井架面临海洋环境腐蚀、结构损伤及苛刻钻井作业条件,在役海洋钻机井架不可避免出现结构损伤和性能退化,进而降低承载能力并可能导致耐久性失效,给海洋钻井作业带来巨大风险,实时评估井架实际承载能力已迫在眉睫。为此,基于测试模型实测数据与有限元模型计算数据相关性分析建立了贝叶斯模型修正方法,形成了基于混合模型修正的海洋钻机井架承载能力实时评估方法,并开发了集钻井载荷—应变测试—振动测试一体化的海洋钻机井架结构响应测试系统,最后以南海某平台海洋钻机井架结构损伤识别算例,验证了该算法的可靠性。研究结果表明:①井架测试模型实测响应与有限元模型计算响应相关性分析可以实现测点与节点匹配、实测响应与计算响应匹配;②基于实测模态参数与应变的混合有限元模型修正建立的在役钻机井架测评基准模型进一步减小了计算数据与实测数据的误差,实测频率与计算频率最大误差由模型修正前的34.35%降低为0.56%,实测应变与计算应变最大误差由模型修正前的53.7%降低为13.3%;③经现场实测响应与计算响应相关性分析的混合模型修正,按照评估准则海上钻机实例井架承载力下降8.44%。结论认为,形成的在役钻机井架性能退化及承载能力评估技术解决了原有单一工况测点值线性外推评估方法难以满足复杂工况带来的不确定性问题,该方法对于准确评估海上在役钻机井架实际承载能力具有重要借鉴和指导意义。 展开更多

关键词 海洋钻机井架 响应测试与数值计算 相关性分析 混合模型修正 承载能力评估

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海洋钻机井架承载能力安全评价方法 被引量：9

11

作者 付春艳 李淼 +2 位作者 万夫 庄稼 田建军 《中国测试技术》 CAS 2008年第4期109-111,共3页

海洋平台钻机井架由于承受较复杂的动态载荷,其承载能力的安全性评价对解决钻井过程中的井下事故有指导性意义。动态应力应变法作为井架承载能力安全评价的一种科学、合理、全面的方法,动力放大系数的获得是该方法的关键之处。主要介绍... 海洋平台钻机井架由于承受较复杂的动态载荷,其承载能力的安全性评价对解决钻井过程中的井下事故有指导性意义。动态应力应变法作为井架承载能力安全评价的一种科学、合理、全面的方法,动力放大系数的获得是该方法的关键之处。主要介绍了一种获得海洋钻机井架动力放大系数的试验系统,利用该系统采集的信号,通过计算获得在役井架的动力放大系数,从而为海洋钻机井架的承载能力的计算提供了关键数据。 展开更多

关键词 海洋钻机井架 动力放大系数 承载能力

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波浪作用下海洋石油井架模态参数识别与承载力评价 被引量：10

12

作者 刘金梅 周国强 +2 位作者 韩国有 袁郎 葛慰敏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第1期22-27,共6页

提出基于试验模态参数识别和优化算法修改动力有限元模型的海洋石油井架安全承载能力评价方法。推导基于波浪脉动的试验模态参数识别公式,介绍有限元模型动力修正的一阶优化方法。以海洋随机波浪脉动作为激励,对勘探三号海洋石油井架进... 提出基于试验模态参数识别和优化算法修改动力有限元模型的海洋石油井架安全承载能力评价方法。推导基于波浪脉动的试验模态参数识别公式,介绍有限元模型动力修正的一阶优化方法。以海洋随机波浪脉动作为激励,对勘探三号海洋石油井架进行了现场模态试验,识别出前二阶固有频率。以此作为有限元模型修正的基础,应用一阶搜索优化算法,对动力有限元模型进行了修正,结果表明:该修正模型比较准确反映了井架目前的结构状态,能够用于进一步的静、动力分析和安全承载能力评价。 展开更多

关键词 海洋石油井架 承载力评价 模型修正 模态参数识别 波浪脉动

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海洋钻机井架动态特性研究综述与展望 被引量：8

13

作者 齐明侠 胡朋 许亮斌 《石油机械》 北大核心 2011年第4期80-83,共4页

介绍了海洋钻机井架动态特性的研究方法——频域研究、时域研究及试验研究。频域研究介绍了井架的自振特性、地震响应分析及风浪载荷分析。时域研究介绍了线性分析研究、非线性分析研究及边界条件的处理。试验研究介绍了海洋波浪脉动测... 介绍了海洋钻机井架动态特性的研究方法——频域研究、时域研究及试验研究。频域研究介绍了井架的自振特性、地震响应分析及风浪载荷分析。时域研究介绍了线性分析研究、非线性分析研究及边界条件的处理。试验研究介绍了海洋波浪脉动测试试验、风洞试验研究。虽然上述研究对实际工程具有一定的指导意义,但对深水半潜式钻井平台上钻机井架的相关研究相对不足。为此,指出了海洋钻机井架动态特性应该深入研究的内容。 展开更多

关键词 海洋钻机井架 动态特性 时域 频域 风洞试验

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HJ180海洋钻机井架动力特性及地震响应分析 被引量：6

14

作者 任杰 吕兰 +2 位作者 王浚璞 艾志久 吴光武 《石油机械》 北大核心 2009年第6期35-38,共4页

结合HJ180海洋钻机井架的工程设计实例,基于大型海事结构有限元分析程序SACS,对井架实际结构进行简化,建立井架结构的动力学计算模型,采用Guyan缩聚法计算了井架结构动力特性,得到井架结构前10阶模态和振型。在动力特性分析的基础上,选... 结合HJ180海洋钻机井架的工程设计实例,基于大型海事结构有限元分析程序SACS,对井架实际结构进行简化,建立井架结构的动力学计算模型,采用Guyan缩聚法计算了井架结构动力特性,得到井架结构前10阶模态和振型。在动力特性分析的基础上,选用API RP 2A-WSD地震响应谱从X、Y、Z3个方向对井架结构进行地震响应分析,得到3个方向结构地震响应的最大值。通过计算分析可以得出,井架结构在地震作用下响应值较小,该井架结构满足强度设计要求。 展开更多

关键词 海洋钻机井架 SACS 动力特性 响应 谱地震响应

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基于应力分析的海洋钻机井架结构可靠性分析 被引量：6

15

作者 刘健 齐明侠 赵焕娟 《石油机械》 北大核心 2011年第6期15-18,92-93,共4页

传统井架可靠性分析中,将结构抗力和荷载效应看作确定量,与井架实际工况不符,也不能确定安全状态下井架具体的可靠度。为此,以ABAQUS软件为工具,对该海洋钻机塔形井架进行有限元分析,提取出所需工况的应力。采用经过验证的程序对所得应... 传统井架可靠性分析中,将结构抗力和荷载效应看作确定量,与井架实际工况不符,也不能确定安全状态下井架具体的可靠度。为此,以ABAQUS软件为工具,对该海洋钻机塔形井架进行有限元分析,提取出所需工况的应力。采用经过验证的程序对所得应力进行计算,得到该井架的构件截面可靠指标。结果表明,风载和垂直载荷情况下的可靠指标明显低于最大钩载下的可靠指标,表明不可忽视风载对海洋钻机井架的影响。 展开更多

关键词 海洋钻机井架 结构可靠性 可靠指标 ABAQUS

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