您所在的位置: 中期检查 >> 查看详细
一、项目进展情况及取得成果
项目进展情况:按计划进行
主要研究阶段(起止时间) 研究内容 完成情况
2018年6月到2018年7月选择课题,了解自己的课题研究内容已完成
2018年8月到2018年10月学习ANSYS软件并建立导管架结构的有限元模型已完成
2018年11月到2019年4月建立导管架结构的有限元模型,分析性能结果进行中
2019年5月结题未完成
项目研究成果(已取得的成果)
序号 项目成果名称 成果形式
1四桩腿导管架平台吊装受力分析期刊论文
 
二、项目中期报告

一、项目简介:

海洋油气储量资源丰富,在“后石油时代”的今天人们把目光都投向了海洋,但开采海洋石油天然气成为一个重大的攻克难题。勘探以及开发海洋石油天然气的关键就是海洋石油平台,经过多年的发展,目前也有了很多的石油平台。现在导管架平台在近岸较浅水中应用最为广泛,随着水深增加,导管架要在高度、导管数、壁厚上加强,其重量增长地非常明显,因此经济效益会下降。我国的北部海域水深较浅,普遍适用导管架作为上部模块的基础。因此本次导管架的建造吊装设计将以导管架作为研究对象。

研究目的:

使用ANSYS有限元分析软件计算导管架平台在不同吊装位置进行吊装的受力情况,分析不同吊点下的导管架桩腿结构的变形、应力、应变等参数,得到最佳吊点位置,为以后导管架平台的吊装安装提供一定参考价值。

研究背景及意义:

世界经济的高速发展带来能源的大量消耗,石油气仍然是当前的主要能源。而当今的世界油气储量的迅速减少。陆上的石油资源问题日益突出。据预测,全球陆上的油气可开采年限约为30-80年。特别是全球经济高速发展,石油需求的急剧增加,世界已经步入油气匮乏的时代,也就是所谓的“后石油时代”。而海洋油气储量资源丰富,所以人们把目光都投向了海洋,但开采海洋石油天然气成为一个重大的攻克难题。勘探以及开发海洋石油天然气的关键就是海洋石油平台,经过多年的发展,目前也有了很多种类型的石油平台。例如固定重力式平台、顺应式平台、坐底式钻井式平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船、spar平台、桩基式导管架平台等等。

浅海石油钻井平台的设计中,导管架平台是应用最为广泛的。导管架的建造采用分批预制,集中装配的方法。这一方法可以有效的节约模板,提高功效,改善劳动条件,加快建设速度,确保工程质量,降低造价和文明施工,也是装备制造业的发展方向。导管架的建造,通常是将预制的管材平放地面,焊接成侧片,再吊起两个侧片,在两侧片之间焊接上剩余管件,制成导管架。

对于导管架平台,预制过程,装配过程乃至海上安装,都离不开吊装技术,吊装技术在大型结构、构件的建造中有着相当重要的地位。好的吊装方案能够在理论上合理,操作上可行,能够在保证安全的情况下提高生产速度,节约生产成本。但是吊装却成为浅海钻井平台建造过程中最危险的一环,已占到所有建造事故中的90%左右。为了保护生产者的人身安全,避免施工方的经济损失,做到安全生产,我们需要熟练应用吊装技术,制定正确且可行的吊装方案。

吊装是海洋工程施工中的重要一步,大部分的海洋石油平台最终就位需要浮吊在海上实施吊装作业来完成。吊装分析就成为确保吊装作业安全可靠的基础,保证被吊装结构、吊装索具及施工船舶的安全,工程界总结出许多相应的规范或手册来指导吊装分析,其中使用最广的就是美国API规范和英国LOC手册,采用这两份文件为设计指南,选取同一浅水导管架结构,分别进行吊装分析,并将用两种方法进行导管架结构强度校核结果及吊装索具选择作对比,为海洋石油平台的吊装计算的规则选用提供借鉴。

目前导管架平台在近岸较浅水中应用最为广泛,随着水深增加,导管架要在高度、导管数、壁厚上加强,其重量增长地非常明显,因此经济效益会下降。我国的北部海域水深较浅,普遍适用导管架作为上部模块的基础。因此本次导管架的建造吊装设计将以导管架作为研究对象。

研究内容:

吊装是海洋工程施工中的重要一步,大部分的海洋石油平台最终就位需要浮吊在海上实施吊装作业来完成。吊装分析就成为确保吊装作业安全可靠的基础,保证被吊装结构、吊装索具及施工船舶的安全,工程界总结出许多相应的规范或手册来指导吊装分析,其中使用最广的就是美国API规范和英国LOC手册,采用这两份文件为设计指南,选取同一浅水导管架结构,分别进行吊装分析,并将用两种方法进行导管架结构强度校核结果及吊装索具选择作对比,为海洋石油平台的吊装计算的规则选用提供借鉴。

二、研究进程

120186-20187月:选择课题,了解自己的课题研究内容研究背景及意义

在老师的帮助下已了解了国内外导管架结构的变化与发展历程,吊装方案的逐步改变和发展。明白了导管架结构和吊装方案对整个项目的重要性。也明白了导管架在生产,到组装,再到吊装的过程。同时也明白了在这一系列过程中安全的重要性。并且在指导老师的推荐下,阅读一些理论书籍,通过自学、集体讨论,交流学习心得,不断提高理论素养。

220188-201810月:学习ANSYS软件并建立导管架结构的有限元模型

已初步完成对ANSYS软件的学习,建立了简单的导管架结构模型并进行了简单的分析。但该模型过于简单不具有代表性,也不具有特殊性。这一阶段的主要任务是提炼研究初步成果,撰写中期研究报告,接受中期评估验收,进一步调整研究方向、改进研究过程。

3201811-20194月:建立导管架结构的有限元模型,分析性能结果

该项目正在进行中。建立导管架结构的有限元模型,并对其不断改进,完善。

420195月:结题

三、存在的问题

1、所建立的导管架结构的有限元模型过于简单,不具有分析价值。所以要继续建立较实用的导管架有限元模型,并不断优化,改进。

2、所接触到的吊装方案有限,参考不足,没有设计出完美的,有效的吊装方案。

 
三、经费使用明细情况
项目获批总经费(元) 已使用项目研究经费(元) 已报销金额(元) 未报销金额(元)
3000 0 0 0
项目经费开支情况
名目 用途 金额(元) 备注
论文版面费
专利申请费
调研、差旅费
打印、复印费
资料费
试剂等耗材费
元器件、软硬件测试、小型硬件购置费
其它
 
四、项目后期具体工作计划

四、工作计划

1、不断建立、完善各种导管架模型

2、根据不同的导管架模型设计不同的吊装方案,并不断完善吊装方案

3、深入学习ANSYS软件,熟练使用软件对导管架吊装方案进行分析,建立ANSYS吊装实例

4、结题

 
五、指导教师意见

该项目已经正常完成了前期的文献调研、软件学习等工作,研究方法可行合理,基本能够按照进度安排有序进行,后续吊装方案选择与数据处理方法可行合理,需注意进度节点,不耽误结题。

 
附件:未上传
 
主办单位:山东省教育厅高等教育处   技术支持:南京先极科技有限公司