埕島油田導管架平臺結構的安全評估方法研究（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
1．引言
埕島油田海上平臺的設計壽命為15年，現有一部分平臺進入服役后期。為保證油田的安全生產，需用量化的指標來分析平臺的現狀，對平臺進行安全評估。
本文以CB25B平臺導管架的評估過程為例，分析導管架結構壽命評估的方法和程序。
2．評估方法簡介
評估分析時應用DNV船級社的SESAI 軟件。首先建立CB25B平臺(包括導管架、樁等)的有限元結構模型，并由SESAM 軟件自動生成固定載荷；然后計算環境載荷，建立水動力載荷輸入模塊；進行完整結構的非線性倒塌研究；隨后對建立的基礎模型進行構件重要度分析．確定疲勞破壞對結構整體強度的影響，確定失效模式，計算失效概率；最后根據分析結果，給出結論和建議。
3．建立結構模型
分析過程是用SESAM 軟件建立有限元模型，模型的建立包括以下元素：
根據結構設計圖紙生成幾何模型，幾何有限元模型在PREFRAME中建立，
生成固定載荷和可變載荷；
生成風、浪、流等環境載荷，波載和流載在wAJAC中生成。
波浪、流的水動力載荷用WAJAC計算。用50年一遇的波浪計算環境載荷(風、浪、流)。在分析中(如非線性倒塌分析和構件重要度分析)用5O年一遇環境載荷。
4．完整結構的非線性倒塌分析
4．1 非線性倒塌分析方法
在PREFRAME中建立幾何有限元模型，在WAJAC中生成波載和流載，這些參數就是非線件倒塌分析的基本輸入，用USFOS軟件進行非線性倒塌分析。非線性倒塌分析是量化結構的能力儲備率(RSR)。分析中使用典型的50年一遇的環境載荷，結構加載固定載荷、設備載荷和50年一遇環境載荷。然后計算結構失效的基礎剪切力，倒塌載荷由一組RSR值表達。RSR定義為倒塌載荷下的基礎剪力與50年一遇環境載引起的基礎剪力的比值。在八個主要方向加載環境載荷，計算RSR 。從USFOS獲得的分析結果用XFOS軟件后處理，其對確定結構倒塌的實際機理非常重要，并且倒塌機理的類型關系到年度失效概率的計算。
固定載荷和沖刷的變化對結構的系統強度的影響通過敏感性分析確定。敏感性分析的目的是確定這些變化對結構倒塌機理的影響。在結構上陸續加載固定載荷、設備載荷和浮力載荷作用后逐漸增加5O年一遇的環境載荷組合(風、波浪和流)作用，直至結構倒塌，倒塌時的基礎剪力決定了結構的RSR值。在每個主要方向上的結構倒塌由表示過應力構件和結構變形的圖形顯示出。同時給出了每個載荷方向上的總載荷變化曲線。
（安全評價師）
埕島油田海上平臺的設計壽命為15年，現有一部分平臺進入服役后期。為保證油田的安全生產，需用量化的指標來分析平臺的現狀，對平臺進行安全評估。
本文以CB25B平臺導管架的評估過程為例，分析導管架結構壽命評估的方法和程序。
2．評估方法簡介
評估分析時應用DNV船級社的SESAI 軟件。首先建立CB25B平臺(包括導管架、樁等)的有限元結構模型，并由SESAM 軟件自動生成固定載荷；然后計算環境載荷，建立水動力載荷輸入模塊；進行完整結構的非線性倒塌研究；隨后對建立的基礎模型進行構件重要度分析．確定疲勞破壞對結構整體強度的影響，確定失效模式，計算失效概率；最后根據分析結果，給出結論和建議。
3．建立結構模型
分析過程是用SESAM 軟件建立有限元模型，模型的建立包括以下元素：
根據結構設計圖紙生成幾何模型，幾何有限元模型在PREFRAME中建立，
生成固定載荷和可變載荷；
生成風、浪、流等環境載荷，波載和流載在wAJAC中生成。
波浪、流的水動力載荷用WAJAC計算。用50年一遇的波浪計算環境載荷(風、浪、流)。在分析中(如非線性倒塌分析和構件重要度分析)用5O年一遇環境載荷。
4．完整結構的非線性倒塌分析
4．1 非線性倒塌分析方法
在PREFRAME中建立幾何有限元模型，在WAJAC中生成波載和流載，這些參數就是非線件倒塌分析的基本輸入，用USFOS軟件進行非線性倒塌分析。非線性倒塌分析是量化結構的能力儲備率(RSR)。分析中使用典型的50年一遇的環境載荷，結構加載固定載荷、設備載荷和50年一遇環境載荷。然后計算結構失效的基礎剪切力，倒塌載荷由一組RSR值表達。RSR定義為倒塌載荷下的基礎剪力與50年一遇環境載引起的基礎剪力的比值。在八個主要方向加載環境載荷，計算RSR 。從USFOS獲得的分析結果用XFOS軟件后處理，其對確定結構倒塌的實際機理非常重要，并且倒塌機理的類型關系到年度失效概率的計算。
固定載荷和沖刷的變化對結構的系統強度的影響通過敏感性分析確定。敏感性分析的目的是確定這些變化對結構倒塌機理的影響。在結構上陸續加載固定載荷、設備載荷和浮力載荷作用后逐漸增加5O年一遇的環境載荷組合(風、波浪和流)作用，直至結構倒塌，倒塌時的基礎剪力決定了結構的RSR值。在每個主要方向上的結構倒塌由表示過應力構件和結構變形的圖形顯示出。同時給出了每個載荷方向上的總載荷變化曲線。
（安全評價師）
