Offshore Structural Analysis Software

PSE 软件
PETROLEUM STRUCTURAL ENGINEERING®

Offshore and Onshore Structures

请随时与我们的团队沟通，以获得更多关于 PSE Petroleum Structural Engineering® 软件的信息。

符合美国石油学会 (API) 4F（第 5 版）规范要求

钻井和修井结构 API 规范

PSE Petroleum Structural Engineering® 软件用于分析、设计和修复石油、天然气和水工 业、海上和陆上的钻井结构，包括井架、钻井桅杆、钻探设备和下部结构。该软件考虑了先进的 结构分析、风载荷、船舶动力学运动以及其他环境力。

此工程软件解决方案在全球范围内被一些著名的国际公司用于生产作业，以建造创新的海上和陆 上结构。

PSE 是一款基于超过 35 年的研究与开发的稳固而可靠的结构软件。该程序采用其领域内最新的 技术创新设计，配备了一个精良且用户友好的图形界面。

PSE Offshore Structural Analysis

符合美国石油学会 (API) 4F（第 5 版）规范要求

Structural finite element analysis FEA

风载荷和风墙的自动计算

Automated Calculation of Member Unbraced Lengths

船舶运动

波流

Training & Webinars available

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Learn about the features and functionality of the PSE Petroleum Structural Engineering software. You will discover tremendous capabilities, intuitive modeling features and comprehensive analytical tools allowing to solve engineering challenges more efficiently.

PROVIDING TECHNOLOGY TO

INDUSTRY LEADERS

''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

完全集成


Enhance productivity with an integrated technology.

PSE 完全地集成到一个环境中，使用户能
够更有效地解决其分析、设计和工程方面
的挑战。

强大的功能

Ensure better capability to achieve complex structural projects.

PSE 软件是一个创新的解决方案，旨在
提高用户的生产力，帮助他们完成复杂的
结构工程项目。我们的工程团队致力于使
PSE 软件成为一项年复一年不断突破边
界的技术，从而在行业内提供更多的竞争
优势。

备受工程师们 35 余年的信赖

Take advantage of a technology provided by structural engineers.

PSE 软件的高级结构分析使用户能够实现
对于石油、天然气和水工业相关的任何项
目至关重要的专业分析。

符合美国石油学会 (API) 4F（第 5 版）规范要求
PSE Petroleum Structural Engineering® 软件考虑了先进的结构分析、有限元分析、 风载荷、船舶动力学运动以及波流载荷。对于钻井桅杆、井架、平台和下部结构的设 计，还考虑了其他载荷，如地震载荷、遥远北方极端天气下的冰雪载荷。

钻井和修井结构 API 规范

风载荷

基于速度分量法的载荷根据钻井和修井结构的 API 4F 规范（第 5 版）定义。

风载荷
■ 基于速度分量法的载荷根据钻井和修井结构
的 API 4F 规范（第 5 版）定义
■ 基于速度分量法的风载荷 API 4F 规范被集
成到 PSE 软件中
■ 钻井结构根据其结构安全等级 (SSL) 和其海
上或陆上的位置进行分类
■ 所选择的设计参考风速 Vref 值应该是在开阔
地形或水中海拔高度 10 米（33 英尺）处测
得的 3 秒阵风，相关联的重现期为 50 年或
100 年

■ PSE 软件可以生成钻井结构等开放式结构的
风载荷与冰载荷
■ 它能够自动生成结构每个元件上的冰载荷或
风载荷
■ PSE 软件可以将风荷载自动加载到构件上
■ 这些载荷是根据预测的面积、预测的压力或
速度分量来计算的
■ 该程序提供了各种廓线，并自动确定形状系
数（阻力系数）

■ PSE 软件可以根据给定的风环境对钻井结构
模型进行不同的配置。
■ PSE 要求输入额定设计风速 Vdes，并考虑
设计参考风速和风速乘数。
■ 该程序通过将额定设计风速按适当的高程因
子 ß 缩放来计算本地风速 Vz，以获得用于估
计风力的速度
■ API 4F 规范适用于以下风环境：
• 运行风
• 安装风
• 输送风
• 未预料的风
• 预料到的风

■ 选定方向的风廓线提供了风力强度，该强度
生成了对结构件和表面区域的风载荷
■ 可以通过不同的基本载荷定义尽可能多的所
需风向

■ 构件选择程序允许对整个结构或特定区域应
用风廓线，并且不包括风墙后面或前面的
构件
■ 可以将 API 4F 风载荷直接施加到设备、风
墙和其他附着在钻井结构上的物体等元件上

■ 形状系数 (Cs) 在 PSE 软件中针对各种截面
形状自动生成
■ 该程序考虑了构件和附属部件的阵风因子
(Gf) 和屏蔽折减系数 (Ksh)

船舶动力学运动、波流。

船舶动力学运动是根据 API 4F（第 5 版）来定义的。根据 API RP 2A 规范，波流
载荷产生的力被施加到平台式和浮箱式船体的水下结构件上。

■ 在各种生产油井中，海上钻井结构位于船
舶、半潜式或浮箱式船体的顶层甲板上
■ 船舶运动包括横摇、纵摇和偏航旋转以及垂
荡、摇晃和涌动平移

■ PSE 软件计算由于船舶动力学运动而产生的
惯性力，以及由于附着在钻井结构上的质量
加速度而产生的径向力、切向力和平移力
■ PSE 软件接受三种类型的用户输入数据，以
估计由船舶动力学运动引起的惯性力：
• 线性位移、角位移和时间周期
• 线速度和角速度及加速度
• 船舶中两点的线性加速度可通过程序转换为线性
加速度和角加速度

■ 高压泥浆管道、电缆盘、接线盒、二层台、
限位锚、冠状配件和其他舾装件都会增加井
架的重量
■ 重量数据被转换为施加在井架上适当位置的
质量

船舶动力学运动、波流。

船舶动力学运动是根据 API 4F（第 5 版）来定义的。根据 API RP 2A 规范，波流
载荷产生的力被施加到平台式和浮箱式船体的水下结构件上。

波流载荷
■ PSE 软件计算施加在水下结构件上的波流力
■ 根据 API RP 2A 规范，通过线性和非线性动
力学来分析波流所产生的力
■ 当波高与水深相比较小时，线性运动学理论
是有效的

■ 波的运动学可以用 Ai r y 的线性理论或
Fenton 的非线性理论来确立

■ Fenton 的非线性运动学理论通过用傅里叶
级数表示速度势和表面高度来解决运动方程
的问题

■ PSE 软件考虑了以下的波剖面和运动参数：
• 波周期
• 入射角
• 海床高程
• 静水线 (SWL) 的高度
• 运动折减系数
• 波峰位置标准

■ 可随时预览任何一点的波面轮廓、速度和加
速度

■ 多普勒效应是通过计算视周期来解释的，视
周期被定义为一个随水流动作的观察器所观
察到的波周期。

Marine growth increases the cross section diameter and surface roughness of the members and it is defined by a set of elevation-thickness pairs.

■ 在 PSE 软件中，海流剖面是相对于海床进行
描述的

■ 流速是由一组高程-速度-角度三要素定义的，
在结构附近的流速减少或阻塞因数被考虑
在内

■ 为了将海流与波浪剖面结合起来，海流需要
被拉伸、或压缩到当地的波面。有两种拉伸
方法可供选择：
• 线性拉伸法
• 非线性方法

■ 构件波载荷的输入信息包括以下六个参数：
• 海流剖面
• 波剖面
• 海洋附生物剖面
• 阻力系数
• 惯性系数
• 屏蔽因数

■ 使用莫里森方程计算构件受力，从而得到构
件的最大受力，波峰的临界位置由程序确定

进行高级结构分析。

PSE 软件具有执行大量分析的灵活性。可提供最先进的分析方法，例如，与几何
响应相关的非线性分析、屈曲、频率以及地震和动力分析。

最先进的分析工具
■ 包括板单元和壳单元的有限元分析 (FEA)
■ 包括开口部分受约束翘曲的扭转
■ 先进的截面应力分析
■ 非线性悬链线索分析
■ 使用荷载控制和位移控制策略的非线性分
析，以获得更好的收敛性
■ 使用空间对象自动计算恒载荷、冰载荷和
风载荷，添加非结构性构件的可能性

分析特性
■ 综合分析方法包括：
• 静力线性
• P-Delta
• 静力非线性
• 屈曲
• 固有频率
• 静力等效地震分析
• 动力分析
• 时程地震反应分析
• 模态分析
• 验证输入数据
• 屈曲分析
• 先进的截面应力分析
• 膜片分析
• 水平假想荷载

■ 线性和精确的非线性索单元（悬链线索）
■ 自动处理单向元件，如仅受拉力的构件

空间对象和空间负荷

■ 空间对象被用来为附着在结构上的非结构性
次要元素建模

■ 这些元素对现有模型未增加任何刚度

■ 施加在空间对象的载荷通过一个或多个连接
节点传递到结构上

■ 载荷采用“刚性板”的方法被传递

■ 可对空间对象施加集中载荷、压力载荷和
风载荷

■ 根据美国标准进行设计和验证，包括：
• AISC 360-16（荷载和抗力系数法 (LRFD)
和容许应力法 (ASD)）
• AISC-LRFD-99
• AISC-ASD-89

■ PSE 软件对构件的轴向受压、弯曲、轴向
拉伸和弯曲、剪切以及扭转和翘曲设计进
行核验

直接分析法
■ PSE 考虑了 AISC 《钢结构手册》（第
14 版）的标准 AISC 截面库中空心结构钢
型材缩减的截面几何特性。
■ 其中包括适用于 AISC 360-16 标准的直接
分析法 (DAM) 和有效长度法 (kL)
■ DAM 考虑了使用假想载荷的初始缺陷，它
根据 AISC 360-16 降低了刚度
■ 计算屈曲因子 (K) 的半自动命令
4

使用由 DirectX 11 和 OpenGL 2.0 提供技术支持的直观图形用户界面对钻井结构进
行建模，以提高速度和承载力，并在 Microsoft Word 和 Excel 工作表中生成执行和
可定制的格式化报告。

以极其灵活的方式对模型进行图形化操作
■ 模型可以显示为线条、线框，或者可以呈现
为三维实体
■ 该程序控制缩放包括工具栏按钮在内的各种
图片的大小，以使用户界面在每台显示器上
都易于使用，甚至在具有非常高分辨率的显
示器上也是如此
■ 输入数据和结果可以使用图形选择或一系列
元素来打印整个结构或部分结构
■ 所有图形都可以打印或复制到剪贴板上，以
便在外部程序中使用
■ 使用过滤器显示载荷和结果，例如基本载荷
和荷载组合。
■ 将构件结果制成动画
■ 各种组件的对象透明度，如海流选择、实体
构件、板块、表面、空间对象、面板等
■ PSE 程序的功能允许在自动生成的网格周长
中自动生成细节元素

多功能的建模工具可以创建任何类型的钻井
结构
■ PSE 软件包括强大且富有成效的功能，可以
生成任何类型的钻井结构模型
■ 区域坐标系统
■ 用于模型创建的线性或圆形构造线
■ 用于模型创建的自动命令，如移动、旋转、
拉伸、复制、附加、细分等
■ 模型可以通过图形化或电子表格的方式进行
编辑
■ 元素可以批量或逐一创建
■ 模型的元素可以通过图形或根据一套标准来
选择
■ 可以通过图形化或电子表格方式创建和编辑
持久化分组的选定对象
■ 强大的版本和自动生成工具
■ 相似的连接构件可以被合并在一起
■ 结构中的元素可以根据几个标准进行重新
编号
■ 可以通过图形化或电子表格方式来设置元素
属性（截面、分析参数、旋转角度等）
■ 表面可用于荷载传递和自重计算

丰富的剖面类型和库
■ 标准截面（CISC、AISC、欧洲、印度、俄
罗斯）
■ 自定义截面库
■ 非标准截面（超过 30 种形状可供选择）
■ 线性和悬链线索剖面
■ 用户定义的截面特性
■ 可提供合成截面
■ 预定义和自定义组合截面

■ 允许使用公制、英制和混合单位制，并且可
以随时修改。报告可按照任何单位制进行
打印

■ 所有的输入数据和结果表都可以在 Excel 中
复制和粘贴
■ 所有的输入数据表都可以从 Excel 导入

PSE - Petroleum Structural Engineering
Advanced Offshore Structural Analysis

Improve productivity for the Analysis, Design and Rehabilitation of drilling structures.

PSE SOFTWARE

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