摘要：以中国自主设计制造的2 000 m超深水水下分离器为研究对象,基于图算法和一致缺陷模态法分析分离器样机极限承载能力;建立包含嵌入式接管子模型的水下分离器精细数值模型,研究马鞍形焊缝应力分布规律;设计高压舱试验验证水下分离器样机的物理承压能力,并对比分析高压舱试验数据和数值计算结果。研究表明:水下分离器样机失稳模式为塑性失稳,下放工况应该主要评估其结构强度;接管马鞍形焊缝的鞍点和冠点以及N1接管焊缝的角度φ为45°和135°位置为应力特征点;试验样机在高压舱试验过程中整体应力水平处于线弹性变形阶段,能够满足2 000 m水深的承压强度要求,模拟结果和试验结果吻合较好。

摘要：针对台风引起的甲板上浪问题,采用API模型与Stokes 5th波原理确立上浪载荷计算方法与流程,基于Pushover分析原理,提出广义储备强度系数GRSR以用于服役平台环境条件改变时的承载能力评估。在此基础上,以某深水导管架平台为研究对象,考虑固支与桩-土非线性作用两种边界约束,计算得到平台设计载荷下端向、斜向与侧向3种方向的承载能力曲线与塑性应变分布,并对其极限承载能力与失效模式的内在关系进行深入探讨;进一步考虑甲板上浪载荷作用对平台进行推覆分析,研究不同上浪高度下平台极限承载与失效模式。结果表明,上浪载荷导致平台极限承载能力降低,当上浪高度达到一定值时,平台塑性区集中于导管架顶部,主控失效模式演变为上部组块侧翻倒塌,这与台风后观察到的平台失效模式一致。研究成果可为中国深水导管架平台抗台风工程提供参考。

摘要：海洋平台发生火灾时人员安全有序疏散是减少伤亡的关键环节。为科学评估火灾实时场景下人员疏散风险,根据相关标准规范和研究报告,建立海洋平台火灾疏散耦合风险分析准则与评估模型。基于FDS+EVAC软件,以半潜式海洋平台为对象开展工程应用。通过对比无火灾场景疏散结果,从危险区域、所需安全疏散时间、人员暴露、疏散出口倾向、拥挤度等方面定量分析火灾疏散的交叉耦合影响。研究结果可为海洋平台疏散过程应急响应设计与执行、人员规避风险提供指导。

摘要：鉴于目前的技术手段尚难以对海底管道的安全状况进行连续监测，且实验方法周期长、经济性差，提出了构建海底管道虚拟安全系统（SPVSS）的设想。该系统旨在：通过海洋环境虚拟载荷模型和管道结构数字化模型，建立一个虚拟仿真环境，对海底管道进行安全可靠性评估和运行参数优化。以海底管道环境载荷和结构建模、安全可靠性评估、数据库技术和信息标准化为主要支撑，建立SPVSS系统的技术体系；并从数据要求、功能应用和系统开发等角度，对SPVSS系统的基本框架进行设计。对SPVSS系统的研究，有助于发展以完整性管理为核心的新一代海底管道安全保障技术。

摘要：以服役多年的老龄导管架平台结构为研究对象,考虑老龄退化因素导致的裂纹萌生速率增长以及维修行为的非完好性,分析其对检修间隔变化的影响。计算发现,平台服役后期检修次数增多,且检修间隔相应减小。针对受疲劳裂纹扩展损伤的老龄导管架平台,基于风险分析理论,在确保平台失效概率小于给定失效阈值的前提下,以设计服役期内的平台利润作为决策优化目标,建立起基于利润分析的检修决策模型。通过示例计算表明,该模型可对平台服役期内的检测及维修策略进行评估,并讨论了失效阈值的选取对决策方案的影响。基于经济学的边际利润分析,以平台寿命周期内利润最大为原则,建立老龄平台最优经济寿命模型;通过计算平台结构的边际收入等于边际支出时所对应的服役时间,可获得最优检修规划下老龄平台所能取得的最优经济寿命。该方法对于评估实际海洋石油工程中导管架平台的检修策略与服役寿命有一定的指导意义。

摘要：海洋平台燃爆风险分析的关键基础之一是数值模型的建立,然而由于没有网格、障碍物拥塞度等的统一建模标准,难以保障超压载荷结果预测精度。基于数理统计理论离散超压及其影响因素的数学物理方程,构建超压后果集、模型集与工况条件集;进而借助拉丁超立方抽样,抽取不同工况条件组成的向量空间,以此进行模型建立的网格优化、物理模型优选方案及相似增补方案的分析;最后,以模型预测与理论模型结果的相关系数为优化结果考核指标,获取具有良好工程适用性的数值网格尺寸、障碍物删减尺寸等。结果表明:海洋平台燃爆数值模型核心区域的网格尺寸为0.2 m;对于在役阶段的平台,建模过程中可直接忽略等效直径小于0.06 m的障碍物,可采用均匀圆管替代等效直径小于0.08 m的障碍物;对概念设计阶段的平台,可将等效直径为0.08 m的圆管用于数值建模,代表平台拥塞度,从而实现在保障超压预测准确度的基础上较大程度地减轻建模工作量。

摘要：天然气装置运行过程中的湍流极易导致主管发生振动疲劳失效,为了减小湍流激振下天然气装置主管疲劳失效风险并保障其安全经济运行,建立了湍流激振下天然气装置主管疲劳失效概率评估模型,综合考虑天然气装置主管湍流激振疲劳失效费用和建造成本,在保障结构安全的基础上建立了以总费用最小为目标的主管结构优化设计模型,基于模拟退火算法提出了天然气装置主管结构优化设计方法,开展了天然气装置主管结构优化设计,并采用枚举法对天然气装置主管结构优化设计方法进行验证分析。结果表明:提出的主管结构优化设计方法可以精确高效地开展湍流激振下的天然气装置主管结构优化设计,结构优化设计后天然气装置主管疲劳失效概率与成本均显著降低。

摘要：借助欧盟压力容器标准EN13445-3分析设计直接法,研究水下分离器结构总体塑性变形,建立水下分离器数值模型,采用高压试验的方法对数值模型计算精度进行分析。结果表明:建立的水下分离器数值模型计算结果与试验结果平均误差不超过5%,具有较高的计算精度;水下分离器结构整体塑性能够通过校核,且具有一定的安全余量。

摘要：针对现行海洋平台抗震规范无法考虑平台结构弹塑性抗震性能及地震失效机制问题,提出基于能力谱法海洋平台抗震性能评估方法,获得平台结构抗震性能及失效模式,解决强震作用下海洋平台结构弹/塑性抗震评估技术难题。基于规范推荐地震弹性设计谱,采用折减系数建立弹/塑性反应谱,结合渤海某导管架平台,采用能力谱法进行弹/塑性抗震性能评估。结果表明:能力谱法计算简便,对于以第1阶振型为主导地震响应的平台结构具有较好的精度;采用能力谱法评估地震惯性载荷时须考虑其高度效应,可采用倒三角或高度等效加载方式;桩基失效是平台结构地震作用下主要失效模式,平台抗震设计时应保证桩腿具有足够强度和入泥深度,避免强震作用下桩基失效而导致平台结构整体倾覆。

摘要：夹式快速接头结构突破了传统的公接头和母接头采用螺栓连接的局限，通过360°对称分布的卡块连接隔水管单根，使接头达到最快的装配速度，提高了整个接头的承载能力。针对夹式隔水管快速接头，结合数字样机设计技术，研究接头及其单根的详细结构和功能特点，分析接头快速连接过程，开发夹式快速接头虚拟样机。