团体标准网
(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111478551.5 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 海洋石油工程股份有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区自贸试验区 (空港经济区) 西二道82号丽港大厦裙 房二层202-F10 5室 申请人 中国石油大 学 (北京) (72)发明人 周雷 齐金龙 安晨 王巍巍  吴斌斌 张振兴 张勇青 王义祥  张传杰 张阳 徐皓 高宇  (74)专利代理 机构 北京东方灵盾知识产权代理 有限公司 1 1506 代理人 倪慧 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 113/16(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种FPSO系泊链 (缆) 极限破断可靠性分析 方法 (57)摘要 本发明公开了一种FPSO系泊链(缆)极限破 断可靠性 分析方法, 其特征在于, 包括以下步骤: S1、 建立3 ×3安全等级矩阵; S2、 θ ′的测量; S3、 系泊链(缆)张力T(θ ′)计算; S4、 建立极限状态 方程; S5、 可靠性指标β计算; S6、 可靠性 分析。 本 发明分析方法贴合工程实际应用, 充分考虑和衡 量工程中的测量数据, 保证FPSO系泊系统可靠安 全运行, 可以对FPSO系泊链(缆)风险进行明确 的、 针对性的管理。 精准、 及时的掌握FPSO系泊 链 (缆)技术状态, 科 学检测、 分析潜在问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114372346 A 2022.04.19 CN 114372346 A 1.一种FP SO系泊链(缆)极限破断可靠性分析 方法, 其特 征在于, 包括以下步骤: S1、 建立3 ×3安全等级矩阵; S2、 θ′的测量; S3、 系泊链(缆)张力T( θ ′)计算; S4、 建立极限状态方程; S5、 可靠性指标β 计算; S6、 可靠性分析。 2.根据权利 要求1所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 在S1中, 建立3 ×3安全等级矩阵的方法为: 以FPSO系泊链(缆)极限破断失效后果等级为横坐标, 以可靠性指标β为纵坐标建立 FPSO系泊链(缆)安全等级3 ×3矩阵; 对可靠性指标等级和失效后果进行等级分类。 3.根据权利 要求2所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 用 β 表示可靠性指标等级, 等级分类如下: 当0<β ≤1.0时, 为可靠性 等级1; 当1.0<β ≤3.0时, 为可靠性 等级2; 当β ≥3.0时, 为可靠性 等级3。 4.根据权利 要求3所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 用cof表示失效后果, 等级分类如下: 当0mms<cof≤0.1mms时, 为失效后果 等级1; 当0.1mms<cof≤1mms时, 为失效后果 等级2; 当cof≥1mms时, 为失效后果 等级3; 其中mms: 百万美元。 5.根据权利 要求1所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 所述S2中θ ′的测量方法如下: θ为系泊链(缆)顶端点与水平方向的夹角, θ ′为系泊链(缆)上距离顶部距离s处与水平 方向的夹角; 在距系泊链(缆)顶端点一定距离 s处放置倾角仪 设备, 测量范围为 ±80°, 误差 小于0.2°; 倾角仪能够完成系泊链倾角参数同步采集及超长待机, 多条系泊链异地倾角参 数实时可靠传输; 通过倾角仪内测 量传感器监测静态重力加速度的变化, 测得倾角仪处系 泊链(缆)与水平方向的夹角 θ ′, 进而实现对系泊链(缆)姿态的监测。 6.根据权利 要求1所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 所述S3中系泊链(缆)张力T( θ ′)计算方法: 采用悬链线法进行系泊链(缆)静态构型的计算, 对系泊链(缆)进行离散化处理, 将之 分为n个缆单元, 包括集中质量 点和无质量的弹簧单 元; 在给定与张力F, 预张力方向与水平方向夹角为θ 的条件下, 根据 悬链线理论, 可以通过 式(1)~(5)求得任意距离系泊链(缆)顶端距离为s处缆单 元张力T: 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 114372346 A 2Tz=Txtan( θ )            (3) 经过推导, 系泊链(缆)所受张力值与θ ′有关, 其中, θ为系泊链(缆)顶端点与水平方向 的夹角, θ ′为系泊链(缆)上距离顶部距离s处与水平方向的夹角, x、 z为系缆上某点距离系 缆顶端点的水平距离和 垂直距离; Tx为缆单元所受张力在x轴方向的分量, Tz为缆单元所受 张力在z轴方向的分量, l 为系泊链(缆)长度, ρ1是系泊链(缆)单位长度的重量。 7.根据权利 要求1所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 在S4中, 极限状态方程可表示 为: g=R‑S=Tm( σs)‑λ α1T( θ′)=0     (6) 当g>0时, 说明系泊链(缆)是可靠的; 当g<0时, 说明系泊链(缆)是不可靠的, 为失效 状态; 当g=0时, 说明船体结构处于极限的状态, 即为极限状态方程; 其中, 系泊链(缆)的极限破断张力值Tm即为LDBF(设计破断力), 其值是MBL(船舶设计最 小破断负荷)的100% ‑105%; 通常通过实验进行确认; 根据材料的σ ‑s应力应变图, 计算给 定张力T0条件下无损伤系泊链(缆)链环的最大应力值σ, 再对有损伤的系泊链(缆)链环进 行加载, 当链环应力值达到σ 时所对应 的加载力T即为极限破断张力值, 与其屈服刚度σs有 关, 记为Tm( σs); T( θ′)为系泊链(缆)所受张力, 与θ ′有关。 θ′由倾角仪测量, 在一段时间内服从正态分 布, 为随机变量, FPSO会受到简谐位移激励x=Asinωt, 导致系泊链(缆)所受张力增大, 取 冲击放大系数为α1对张力值进行修 正, 取安全系数为 λ。 8.根据权利 要求1所述的一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法, 其特征在于: 在S5中, 可靠性指标β 可以表示 为: 其中, 联立式(7)~(1 1)可得, 系泊链(缆)的可靠性指标β: 将计算求得的可靠性指标β 带入到步骤1中建立的3 ×3安全等级矩阵, 结合失效后果等 级情况, 确定系泊链(缆)安全等级, 完成对系泊链(缆)的可靠性评估。权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 114372346 A 3

.PDF文档 专利 一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法

文档预览
中文文档 11 页 50 下载 1000 浏览 0 评论 309 收藏 3.0分
温馨提示:本文档共11页,可预览 3 页,如浏览全部内容或当前文档出现乱码,可开通会员下载原始文档
专利 一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法 第 1 页 专利 一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法 第 2 页 专利 一种FPSO系泊链(缆)极限破断可靠性分析方法 第 3 页
下载文档到电脑,方便使用
本文档由 人生无常 于 2024-03-18 21:26:28上传分享
站内资源均来自网友分享或网络收集整理,若无意中侵犯到您的权利,敬请联系我们微信(点击查看客服),我们将及时删除相关资源。