摘要：直升机在降落时对甲板的冲击轮印载荷受轮胎刚度、降落速度以及降落位置等多方面因素影响。降落过程涉及航空轮胎材料超弹性,碰撞冲击接触非线性及接触过程大变形带来的几何非线性,建立某轮胎三维非线性有限元模型,基于ABAQUS对飞机轮胎接地压力试验进行碰撞模拟,对比验证了轮胎模型的合理性以及求解方法的正确性;通过仿真计算,获得了不同降落速度与降落位置组合下工况直升机轮胎对甲板的动态冲击载荷,以及直升机甲板结构响应,并提出等效静态冲击载荷及动力放大系数概念,讨论了降落速度与降落位置的影响,研究结论可为直升机甲板设计载荷计算以及直升机甲板结构设计提供一定参考。

摘要：为研究液舱建模方式对半潜式平台总体强度评估的影响,分别采用质量点模型、液舱模型(准静态法)以及考虑液舱内部水动力效应的液舱模型(全动态法)进行了平台水动力预报及结构响应计算,并比较了不同液舱建模方式下平台的典型波浪载荷、设计波参数以及结构应力分布。3种液舱建模方法中,质量点模型将液舱重量等效为质量点,均匀施加在液舱舱壁上,忽略了水动压力的影响,而液舱模型则比较合理地模拟了液舱内部液体的分布情况。计算结果表明,质量点模型和液舱模型的总体应力分布基本保持一致,液舱局部应力略有差异,总体来讲液舱内部水动力效应的影响较小。如果液舱位于平台的关键连接部位时,最好建立液舱模型进行分析,这样更能反映真实情况。

摘要：介绍了钻井船环境烈度因子的计算方法及其在结构设计上的应用,以第七代超深水钻井船为例对环境烈度因子的应用方法与原理进行阐述。基于波浪载荷直接计算方法,分别计算第七代超深水钻井船在北大西洋与指定作业地点两种环境条件下的波浪载荷长短期响应,最后得到典型钻井船环境烈度因子,对算得的钻井船环境烈度因子结果进行分析,确定钻井船结构设计的控制工况。

摘要：监测系统是获得浮式平台真实情况的可靠手段,跟水池模型试验一样,对评估平台安全非常有价值。本文研究浮式平台监测系统研发要点,并在我国"南海挑战号"FPS平台上成功实施了1套包含环境条件、浮体运动和水下系泊系统的监测系统,实现了监测系统远程控制和"互联网+"数据共享,实现了较为宝贵的台风期间监测和数据传输的功能,获得了多个台风数据和超过3年的监测信息,可为今后该平台的安全评估、深水浮式平台设计反馈、现场作业支持或预警等提供数据和依据,为将来监测系统推广应用提供了典型示范。建议下一步通过海上现场监测数据来研究无法准确通过数值模拟但对立管安全影响非常大的浮式平台涡激运动(VIM)。

摘要：针对深水钻井过程中天然气井喷失控扩散问题,以我国在建的第七代超深水半潜式钻井平台为研究对象,开展了井喷天然气射流与扩散规律研究。首先,基于几何和动力相似理论,设计了模拟试验系统,得到了钻台区不同采样点处可燃气体浓度随时间变化规律;然后,采用基于计算流体动力学理论的通用FLACS系统,建立了平台尺度空间内井喷天然气扩散后果数值仿真模型,并对二者进行了对比分析,结果表明模型试验和仿真结果具有一致性,FLACS数值仿真计算结果直观且精度较高,所建立的数值模型可用于分析井喷可燃气体的扩散规律;最后,以数值模型为基础,研究了平台所处区域典型风场的风向和风速对可燃气云扩散范围和运动方向的影响规律,分析了不同工况下的扩散危险区域,并从工程应用角度提出了风险控制与应对措施。本文研究结果可为我国第七代超深水半潜式钻井平台合理划分钻台区域上部模块危险区提供参考。

摘要：针对目前深水钻井防台时隔水管处理方式存在的作业窗口小、作业模式选择困难、易发生事故等问题,本文提出了将隔水管硬悬挂与软悬挂方案相结合的新方法,既能快速操作,又能缓冲隔水管运动。为了降低新方法中隔水管的加速度,提出并分析了3种控制方案对加速度的补偿效果,结果表明加速度峰值控制方案具有制造安装简单、实施方便等优势。在此基础上针对加速度峰值控制方案中封闭高压系统散热难的问题,提出了采用差动液压缸实现半开式循环散热的方法。本文提出的隔水管加速度峰值控制悬挂方法及其配套的差动散热-主动控制节流装置,具有较好的动载荷补偿能力,可为我国深水钻井防台提供技术支持。

摘要：半潜式钻井平台隔水管在防台过程中采用硬悬挂和软悬挂均不能完全满足恶劣环境下平台安全撤离要求。根据硬悬挂和软悬挂特点,提出了隔水管柔性悬挂方案,并根据相似原理设计了隔水管柔性悬挂系统试验装置,该试验装置主要包括升沉模拟系统、运动补偿系统和负载等3部分。采用限压补偿法,利用SimulationX软件对隔水管柔性悬挂系统试验装置进行了仿真分析,仿真结果表明:本文设计的隔水管柔性悬挂系统试验装置可以模拟平台升沉、削弱隔水管动载等试验功能;隔水管柔性悬挂装置可以运用有限行程降低负载加速度,证明了隔水管柔性悬挂避台的可行性。本文研究成果为半潜式钻井平台隔水管悬挂避台提供了新思路。

摘要：为解决海洋深水高压模拟试验舱在大直径(2 500 mm)、高压(40 MPa)下的密封问题,基于双筒式结构受内压后内外层变形协调机理,设计了一种新型自适应膨胀式密封装置。根据推导的自适应膨胀式密封的径向补偿间隙理论计算公式,确定了既定密封圈厚度、高压舱舱体与膨胀圈的主体尺寸以及初始径向间隙值,在此基础上开展了高压大直径深水模拟试验舱自封式密封效果数值模拟与密封性能试验检测,结果表明所设计的自适应膨胀式密封装置能满足额定工作压力下高压舱的径向密封与端面密封要求,采用自适应膨胀密封设计的高压大直径深水模拟试验舱能够满足最高52.5 MPa试验压力下的密封要求。

摘要：浮式生产系统(FPSO)结构紧凑、系统复杂、作业负荷大,油气泄漏和火灾风险高。选取FPSO火灾爆炸风险高的泵舱为研究对象,开展FPSO泵舱火灾风险分析,同时从热辐射、温度、烟气层高度等3个方面模拟分析泵舱火灾,发现现有消防系统可有效控制火灾和烟气的蔓延,能够保证人员安全疏散,但却无法及时有效扑灭火灾。为此,设计了一套CO_2灭火系统,并对其性能进行了模拟分析和评价,结果表明该系统可在人员全部撤出泵舱后迅速扑灭火灾,满足泵舱消防性能要求。本文研究成果可为提高FPSO火灾风险控制能力、火灾风险管理水平提供理论支撑和技术指导。

摘要：涡激振动引起的应力和疲劳损伤是影响钻井隔水管作业安全的重要因素,设计阶段往往采用严苛的海洋环境参数,虽然可以保证系统安全,但是却会影响钻井时效。本文利用加速度监测装置对南海X-1井进行了隔水管的涡激振动监测,通过对监测数据的频谱分析,发现隔水管产生涡激振动的频谱具有明显的锁频特征,并且涡激振动并不存在于整个作业过程,因此在实际作业阶段隔水管参与涡激振动的模态最高阶次存在超过设计预期水平的可能性。本文提出根据实测数据预测和评估钻井隔水管涡激振动响应的方法,对保证隔水管系统作业安全具有重要意义。