LOGICIEL PSE

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Logiciel PSE

Logiciel Petroleum Structural Engineering® (PSE)

Analyse et Conception structures pétrolières (API 4F 5e édition)

(API Specification 4F, 5th Edition, Drilling and Well Servicing Structures)

Le logiciel Petroleum Structural Engineering® (PSE) est utilisé pour la conception et la réhabilitation de structures de forage pour l’industrie pétrolière et gazière, y compris les mâts de forage, les plates-formes et les sous-structures selon la norme API 4F 5e Édition.

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Aperçu logiciel PSE

Le logiciel Petroleum Structural Engineering® est utilisé pour la conception et la réhabilitation de structures de forage pour l’industrie pétrolière et gazière, y compris les mâts de forage, les plates-formes et les sous-structures.

 

Le logiciel PSE est un logiciel intégré d’analyse structurelle et de conception de structures côtières et extracôtières répondant aux dernières exigences de la norme API 4F.

Cette solution logicielle d’ingénierie est utilisée partout à travers le monde par plusieurs sociétés internationales de premier plan dans le cadre de travaux de production destinés à la construction de structures pétrolières innovantes côtières et extracôtières.

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Structural Analysis and Design Software for Onshore and Offshore Structures (API 4F 5th edition)

SAFI USA

API Specification 4F, 5th Edition, Drilling and Well Servicing Structures

The PSE Software is a robust technology built on a ribbon-based interface, empowering structural engineers with advanced capabilities for modeling, analysis, design and rehabilitation of drilling structures for the oil & gas industry, including Offshore Platform Rigs, Land Drilling Rig Substructures, Land Drilling Rig Masts, Derricks, Drilling Masts, Rigs and Substructures.

  • API 4F 5e Édition
  • Calcul automatisé des charges de vent
  • Calcul automatisé of Member Unbraced Lengths

PSE Software

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LA TECHNOLOGIE PSE

AU SERVICE D’ENTREPRISES RENOMMÉES

Offshore Structural Analysis and Design (API 4F 5th edition)

''The SAFI PSE software is one of the most suitable structural analysis and design tool for onshore and offshore rigs. I was fortunate to work in both environments and I find that it is closely tailored to the industry's compliance. What can I say about customer support? Imagine that customer support is just a call away, always available and knows exactly what I need. ''

Sugrim Sagar
M.Sc. P.Eng. - Texas, USA

''The SAFI software was built with the engineer and designer in mind. The SAFI team has thought of every feature an engineer needs to design and optimize a structure. The program is very intuitive and easy to pick up. The support team is very responsive and knowledgeable. They can troubleshoot any modeling issue that comes up. ''

CHARLES VORA, PE
Veristic Technologies, Inc. - Houston, USA

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Explore the extensive features and functionalities of Petroleum Structural Engineering – PSE software. You will discover remarkable capabilities, user-friendly modeling tools, and robust analytical resources that empower you to tackle engineering challenges with enhanced efficiency and precision.

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Améliorer la productivité pour l'analyse, la conception et la réhabilitation des structures pétrolières

Analyse Structurale

  • Compliance with the API 4F 5th edition
  • Structural finite element analysis FEA
  • Automated wind wall calculation
  • Automated Calculation of Member Unbraced Lengths
  • Vessel Dynamic Motions
  • Wave and Current Loads
  • Training & Webinars available

API Specification for Drilling and Well Servicing Structures (5e édition)

CONFORMITÉ À LA NORME API 4F
Le logiciel PSE Petroleum Structural Engineering® est basé sur la spécification API 4F pour les structures de forage. Dans le logiciel PSE, les charges de vent, basées sur l’approche par composante de vitesse et les mouvements dynamiques du navire sont définis conformément à la spécification API 4F pour les structures de forage. Le logiciel PSE intègre systématiquement les dernières exigences et recommandations relatives aux structures en acier appropriées pour les opérations de forage dans l’industrie pétrolière et gazière. Le logiciel PSE est une solution innovante visant à accroître la productivité des entreprises internationales en les aidant à réaliser les projets d’ingénierie structurelle les plus complexes. Notre équipe d’ingénierie s’emploie à faire du logiciel PSE une technologie qui repousse année après année les frontières, offrant ainsi un avantage concurrentiel supplémentaire au secteur.

Charges de vent

Les spécifications API 4F pour les charges de vent basées sur l’approche par composante de vitesse sont intégrées au logiciel PSE Petroleum Structural Engineering. En conséquence, les structures de forage sont classées en fonction de leur niveau de sécurité structurelle (SSL) et de leur emplacement en mer ou à terre. La valeur théorique de la vitesse du vent représente une rafale de 3 secondes mesurée en nœuds à une altitude de 10 m (33 ft) en eau libre, avec une période de retour associée de 100 ans.

Le logiciel Petroleum Structural Engineering® comprend un outil permettant de générer des charges de vent et de glace sur des structures ouvertes telles que des structures de forage. Il permet de générer des charges de glace ou des charges de vent automatisées sur chaque élément de la structure.

Le logiciel PSE automatise les charges de vent appliquées aux membrures. Ces charges sont calculées en fonction de la surface projetée, des pressions projetées ou des approches par composantes de vitesse. Le programme offre une variété de profils de vent et automatise la détermination des coefficients de forme.

Les spécifications API 4F sont applicables aux environnements de vent suivants:
– Vent opérationnel
– Vent de montage
– Vent de transport
– Vent inattendu
– Vent attendu

Le logiciel PSE permet différentes configurations des modèles de structure de forage en fonction d’un environnement de vent donné. Le programme nécessite la saisie de la vitesse nominale du vent, Vdes, et prend en compte le multiplicateur de la vitesse de référence et de la vitesse du vent. Le programme calcule la vitesse du vent locale, Vz, en échelonnant la vitesse nominale du vent par le facteur d’élévation approprié, ß, afin d’obtenir la vitesse permettant d’estimer les forces du vent.

Un profil de vent dans une direction sélectionnée fournit l’intensité du vent qui génère les charges de vent sur les éléments structurels et les surfaces. Autant que nécessaire, la direction du vent peut être définie à travers différentes charges de base.

Les procédures de sélection des membrures permettent d’appliquer le profil de vent à l’ensemble de la structure ou à des zones spécifiques, à l’exclusion des membrures situés derrière ou devant les murs anti-vent. Il est possible d’appliquer les charges de vent selon la norme API 4F directement sur des éléments tels que des équipements, des murs anti-vent et d’autres objets attachés aux structures de forage.

Le facteur de forme est automatisé dans le logiciel PSE pour différentes formes de section. Le programme prend en compte le facteur rafale et le facteur de réduction pour la création d’un bouclier par les membrures et les accessoires.

Mouvements des navires

Dans le logiciel PSE Petroleum Structural Engineering®, les mouvements dynamiques du navire sont définis conformément à la spécification API 4F pour les structures de forage. Les forces d’inertie dues au mouvement dynamique du navire ainsi que les forces radiales, tangentielles et de translation dues à l’accélération des masses attachés aux structures de forage ont une influence significative sur la conception et la fiabilité. Dans divers puits de production, les structures de forage en mer sont situées sur les ponts supérieurs des navires, des coques semi-submersibles ou flottantes. Les mouvements des navires comprennent les rotations en roulis, en tangage et en lacet, ainsi que les translations de soulèvement, de balancement et de surtension.

Le logiciel PSE calcule les forces d’inertie dues au mouvement dynamique du navire ainsi que les forces radiales, tangentielles et de translation dues à l’accélération des masses attachées aux structures de forage. Ces forces ont une influence significative sur la conception structurelle et la fiabilité des structures en mer.

Le logiciel PSE accepte trois types de saisie de l’utilisateur afin d’estimer les forces d’inertie induites par les mouvements dynamiques du navire:

– Déplacements linéaires, rotations angulaires et périodes de temps

– Linéaire et vitesses angulaires et accélérations

– Accélérations linéaires en deux points du navire qui sont converties en accélérations linéaires et angulaires par le programme.

High pressure mud piping, electrical cable trays, junction boxes, racking boards, tong counterweights, turning sheaves, deadline anchors, crown accessories, casing stabbing baskets and other outfitting items add weight to the derrick. Weight data is converted to masses applied at the correct locations on the derrick.

Charges de vagues et courants

Les charges générées par les vagues et les courants, les forces générées appliquées aux éléments de structure immergés dans les plates-formes et les coques flottantes sont analysées par cinématique linéaire et non linéaire conformément aux spécifications API RP 2A.

Le logiciel PSE calcule les forces de vagues et de courants appliquées aux éléments de structure. La cinématique des ondes peut être établie à l’aide de la théorie linéaire d’Airly ou de la théorie non linéaire de Fenton.

La théorie cinématique linéaire est valable lorsque la hauteur de la houle est faible par rapport à la profondeur de l’eau. D’autre part, la théorie de la cinématique non linéaire proposée par J.D. Fenton résout les équations de mouvement en représentant le potentiel de vitesse et l’élévation de la surface avec une série de Fourier. Cette dernière méthode minimise l’erreur de chaque paramètre régissant les équations de mouvement d’onde et est valable pour l’ensemble du spectre.

Le logiciel PSE prend en compte les profils de vague et les paramètres cinématiques suivants:

– période de la vague
– angle d’incidence
– élévation du fond marin
– élévation de la ligne d’eau calme (SWL)
– facteur de réduction cinématique
– critère de position de crête

Les vitesses et les accélérations à tout moment sont facilement disponibles.

Selon le commentaire C.3.2.1 du code de conception API RP-2A-2003, l’effet Doppler est comptabilisé en calculant une période apparente définie comme la période de la vague vue par un observateur se déplaçant avec le courant.

La croissance marine augmente le diamètre de la section transversale et la rugosité de la surface des membrures. Elle est définie par un ensemble de paires hauteur-épaisseur.

Avec le logiciel PSE Petroleum Structural Engineering®, le profil du courant est décrit en ce qui concerne le fond marin. La vitesse du courant est définie par un ensemble de triplets angle-vitesse-élévation et la réduction de la vitesse actuelle au voisinage de la structure ou le facteur de blocage est comptabilisé.

Pour combiner le courant avec le profil de la vague,  le courant a besoin d’être étiré, ou comprimé, à la surface de la vague locale.

Deux méthodes d’étirement sont disponibles:

– La méthode d’étirement linéaire, également appelée étirement de Wheeler
– La méthode non linéaire ou l’étirement hyperbolique

L’entrée pour les charges d’onde membrures comprend les six paramètres suivants:
– Profil du courant
– Profil des vagues
– Profil de croissance marine
– Coefficient de traînée
– Coefficient d’inertie
– Facteur de protection

Les forces des membres, calculées à l’aide de l’équation de Morison, varient en fonction de la position des vagues par rapport à la structure. Afin d’obtenir le maximum de forces dans les membrures, le programme détermine la position critique de la crête de la vague.

Analyse

L’analyse structurelle avancée du logiciel PSE permet à l’ingénieur de réaliser des analyses spécialisées cruciales pour les projets côtiers et extracôtiers.

 

Le logiciel PSE dispose de méthodes d’analyse telles que:
Analyse par éléments finis, Analyse statique, Analyse linéaire et Analyse non linéaire, Analyse P-Delta, Analyse de fréquences, Analyse sismique statique équivalente, Analyse sismique et dynamique, Analyse transitoire, Analyse modale, Charges Spatiales et Objets spatiaux, Analyse de flambement, Analyse sismique spectrale, Analyse avancée des contraintes des sections, Torsion et Gauchissement, Sections assemblées, Câbles caténaires, Analyse des diaphragmes, Charge horizontale fictive, Charges et Combinaisons de charges

Analyse sismique et dynamique
•Analyse sismique spectrale, sismique transitoire et dynamique transitoire
•Spectres de réponses et accélérogrammes personnalisés
•Paramètres d’analyse entièrement personnalisés
•Réponse maximale avec les méthodes CQC et SRSS
•Amortissement automatisé ou défini par l’utilisateur
•Affichage graphique des spectres et des accélérogrammes
•Angle d’incidence des charges sismiques et composantes verticales définies par l’utilisateur
•Intervalle de temps personnalisés pour l’analyse et pour les résultats
•Résultats raffinés pour des parties sélectionnées du modèle
•Détermination des signes des déformations fournie par les méthodes de réponses maximales automatisées ou selon un mode spécifique
•Les masses additionnelles peuvent être ajoutées au modèle par l’intermédiaire de charges statiques
•Charges sismiques (spectrale ou transitoire) et dynamiques (sinusoïdale, fonctions générales de charges et charges aléatoires)
•Charges sismiques et dynamiques multiples pouvant être combinées ensemble en une seule analyse
•Calibrage du cisaillement à la base selon le code du bâtiment sélectionné
•Possibilité de définir plusieurs charges sismiques et de considérer l’excentricité entre le centre de rigidité et le centre de masse
•Affichage graphique du centre de masse, du centre de rigidité et des forces sismiques aux étages
•Prise en compte des excentricités accidentelles
•Prise en compte des coefficients I, F et R du code CNBC et IBC dans les analyses spectrales et transitoires

Animation des résultats d’analyse
Le logiciel PSE permet aux utilisateurs d’animer les résultats de différents types d’analyse tels que:
Analyse statique linéaire
Analyse P-Delta
Analyse de fréquences
Analyse de flambement
Analyse sismique et dynamique

 

Les utilisateurs peuvent animer divers résultats d’analyses statiques linéaires et P-Delta tels que:

Déplacements de structure
Forces internes
Stress
Réactions aux supports

Analyse de fréquences et flambement
L’analyse de fréquence et de flambement fournit plusieurs formes de mode décrivant plusieurs comportements de la structure. Avec de grands modèles, l’animation est utile pour discerner et comprendre les formes de mode. Il est plus facile de déterminer si le mode de flambement est un phénomène local ou global. Il fournit également une interprétation très précise de la masse participante de chaque mode dans une analyse spectrale sismique.

Analyse transitoire
La fonction d’animation affiche chaque pas de temps enregistré pour fournir une représentation précise des déplacements, des vitesses, des accélérations et des forces internes agissant sur la structure.

Cela fournira aux utilisateurs une meilleure compréhension du comportement de la structure pendant l’événement dynamique, comme la recherche du moment critique du chargement dynamique. L’animation des enveloppes permet de minimiser la quantité d’informations à l’écran. L’utilisateur peut se concentrer sur les régions les plus critiques du modèle. Les utilisateurs peuvent donc détecter quelles parties du modèle subissent le plus de déplacements ou d’efforts internes en voyant la variation d’intensité à travers le modèle.

Conception Acier

La conception et la vérification sont effectuées conformément aux normes américaines AISC 360-16 (LRFD et ASD), AISC-LRFD-99 et AISC-ASD-89. Le logiciel PSE tient compte de la compression axiale de l’élément, de la flexion, de la tension et de la flexion axiales, du cisaillement ainsi que de la conception de la torsion et du gauchissement.

 

Le logiciel Petroleum Structural Engineering® tient compte des propriétés de section réduites pour les sections en acier de construction dans la bibliothèque de sections AISC standard du manuel de construction en acier AISC quatorzième édition. (T eff = 0,93 T nominal). Il comprend la méthode d’analyse directe (DAM) et la méthode de longueur effective (kL) pour la norme AISC 360-16. Le DAM considère les imperfections initiales en utilisant des charges théoriques, il réduit la rigidité selon AISC 360-16. Commande semi-automatisée pour calculer les facteurs de flambement (K).

Profilés standard CISC, AISC ou européens, ou profilés paramétriques (plusieurs formes disponibles).
Paramètres requis de calculs de résistances (longueurs non supportées, longueurs de flambement, facteurs de flambement, etc.) personnalisables graphiquement ou par l’intermédiaire de chiffriers.
Dernières révisions des normes CAN/CSA S16, AISC ASD et LRFD et Eurocode 3 et 4.
Dernières révisions des normes CSA S136 et AISI S100.
Sections symétriques, asymétriques et assemblées couvertes pour toutes les normes de conception.
Résultats du calcul aux états limites représentés en couleur.

La vérification de l’acier comprend la classification, la résistance et la stabilité selon la norme de conception.
Calcul des résistances des éléments d’acier en flexion, en compression, en tension, en cisaillement et aux efforts combinés selon les résultats d’une analyse linéaire, P-Delta, non-linéaire, sismique, dynamique.

Modélisation

 

Les utilisateurs peuvent modéliser des structures de forage à l’aide d’une interface utilisateur graphique intuitive optimisée par DirectX 11 et OpenGL 2.0 pour une vitesse et des capacités accrues et générer des rapports exécutifs et formatés personnalisables dans des feuilles de calcul Microsoft Word et Excel.

Manipulez les modèles graphiquement avec une flexibilité extrême.
L’interface utilisateur graphique inégalée du logiciel PSE permet de créer, d’analyser et de concevoir rapidement et facilement des modèles volumineux et complexes. Les modèles peuvent être affichés sous forme de lignes, de filaires ou peuvent être rendus sous forme de solides 3D. Les fonctionnalités du programme PSE permettent de générer automatiquement des éléments de détail dans un périmètre de maillage généré automatiquement. Une option de transparence d’objet est disponible pour divers composants tels que la sélection actuelle, les éléments solides, les plaques, les surfaces, les objets spatiaux, les panneaux.

Outils de modélisation polyvalents pour créer tout type de structures
Le logiciel PSE comprend des fonctionnalités puissantes et productives pour générer tout type de modèles:
•Lignes de construction droite ou circulaire pour la création des modèles
•Commandes sophistiquées pour la génération du modèle tel que les commandes déplacer, pivoter, extruder, copier, attacher, subdiviser et autres
•Les modèles peuvent être édités graphiquement ou à l’aide de tables
•Les éléments peuvent être créés en groupe ou un par un
•Les éléments des modèles peuvent être sélectionnés graphiquement ou selon un ensemble de critères
•Des groupes d’objets sélectionnés peuvent être créés et modifiés graphiquement ou à l’aide de tables
•Définition des membrures physique
•Sélection et édition par membrure physique
•Définition des surfaces de charges
•Grillages d’édition multiples avec espacement, angles et étiquettes définis par utilisateur
•Outils d’édition et de génération automatique puissants
•Les membrures peuvent être subdivisés en un nombre de segments égaux ou à des positions spécifiques
•Les membrures semblables reliés ensemble peuvent être fusionnées
•Les éléments de la structure peuvent être numérotés selon plusieurs critères
•Les attributs des éléments peuvent être spécifiés graphiquement ou à l’aide de tables (sections, paramètres d’analyse, angles de rotation, etc.)
•Les attributs des éléments peuvent être édités en groupe ou élément par élément
•Les charges peuvent être éditées graphiquement ou à l’aide de tables
•Création de modèles 2D simples ou de modèles 3D très complexes pour tout type de structures
•Membrures et ressorts en tension et compression seulement
•Concept d’éléments physiques pour grouper différents éléments
•Plaques et coques d’éléments finis à trois ou quatre noeuds avec ou sans cisaillement transversal
•Rotation des membrures autour de leur axe longitudinal
•Fixités complètes, partielles ou rotulées en flexion
•Appuis de type ressort avec relâchement
•Appuis, ressorts et déplacements imposés inclinés
•Systèmes de coordonnées locales
•Réactions d’appui globales ou locales
•Les surfaces peuvent être utilisées pour le transfert de charges de même que pour le calcul du poids propre
•Les surfaces peuvent être utilisées pour simuler l’effet de diaphragme
•Bibliothèques de matériaux standards
•Matériaux personnalisés

Fonctionnalités d’affichage

Le programme parvient à redimensionner la taille des diverses images, y compris les boutons de la barre d’outils, afin de faciliter l’utilisation de l’interface pour l’utilisateur sur tous les écrans, même sur les écrans à très haute résolution.

•Affichage 3D de toutes les sections.
•Visualisation 3D ultrarapide en mode ligne de fer ou solide.
•Affichage personnalisé de tous les objets graphiques.
•Visualisation partielle du modèle.
•Résultats affichés à l’écran pour une partie ou pour la totalité de la structure.
•Résultats affichés pour chacun des éléments à l’aide de graphiques et de chiffriers.
•Résultats affichés pour un ensemble d’éléments à l’aide de chiffriers.
•Affichage graphique des résultats d’analyse sismique et dynamique.
•Lignes de contour pour plaques d’éléments finis avec des bornes personnalisées.

 

Les fonctionnalités du logiciel PSE permettent d’afficher de la transparence pour les objets selon diverses composantes telles que la sélection actuelle, les membrures solides, les plaques, les surfaces, les objets spatiaux et les panneaux. Le niveau de transparence peut être ajusté pour chaque objet à partir des options du menu d’affichage.

Les fonctionnalités du programme PSE permettent de générer automatiquement des éléments de détail dans un périmètre de maillage généré automatiquement. Ces fonctionnalités sont spécifiquement liées à la zone de raffinement, à l’ouverture, à la contrainte linéaire et à la contrainte ponctuelle.

Tous les éléments de détail ajoutés au modèle PSE seront automatiquement connectés au maillage d’éléments finis. Le périmètre de maillage connectera automatiquement tous les éléments déjà présents dans le modèle au périmètre de maillage s’ils sont dans le plan du contour du maillage.

Rapports

•Les résultats peuvent être visualisés graphiquement ou numériquement.
•Rapport détaillé ou exécutif.
•Les données et les résultats peuvent être imprimés pour la structure entière ou pour une portion de la structure en utilisant des groupes d’éléments ou une plage d’éléments.
•Liste personnalisée de données et de résultats à imprimer.
•Les rapports sont disponibles dans plusieurs formats : rapport SAFI™, feuille de calcul Microsoft Excel, base de données Microsoft Access et fichier texte ASCII

Échange de données

IMPORTATION IFC (INDUSTRY FOUNDATION CLASSES)

L’intégration du format IFC dans le logiciel PSE permet l’importation de modèles provenant d’un grand nombre de logiciels d’architecture et de calcul des structures. IFC (Industry Foundation Classes) est un format de données neutre et ouvert permettant la définition de classes associées à tous les objets de construction. Il est dédié au secteur du bâtiment (tous métiers) et vise l’interopérabilité logicielle (tous éditeurs, toutes applications). IFC est le format le plus utilisé dans l’industrie pour échanger et partager les informations entre les différentes plateformes BIM (Building Information Modeling).

AutoCAD interface to import and export models by way of a DXF file. The SDNF (Steel Detailing Neutral File) interface exports beams, columns and braces to SDNF compatible detailing software. The KISS (Keep It Simple Steel) interface exports beams, columns and braces to KISS compatible estimation software. IFC-Architecture interface for importing models from Revit or other IFC compliant programs. If required, members subdivision and account for physical elements will be carried out automatically The solid view of the structure may also be exported when exporting to AutoCAD.

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