鋼懸鏈線立管動(dòng)力響應(yīng)的參數(shù)分析與管段重量?jī)?yōu)化研究.pdf

1、鋼懸鏈線立管作為一種新型立管型式，是深水油氣開(kāi)發(fā)的首選立管。鋼懸鏈線立管在位期間，所處的環(huán)境非常復(fù)雜惡劣，承受波浪、海流、上端浮體的運(yùn)動(dòng)、下端海床摩擦等作用，這些荷載共同作用使立管動(dòng)力響應(yīng)十分復(fù)雜。
　　本文利用ABAQUS有限元分析軟件，對(duì)鋼懸鏈線立管整體進(jìn)行建模。根據(jù)垂向管土相互作用的P-y曲線模型及側(cè)向管土相互作用的三線性模型，在立管觸地段建立垂向及側(cè)向的非線性彈簧，模擬立管與海床的相互作用，并施加波浪海流荷載、浮體運(yùn)動(dòng)作用

2、，計(jì)算鋼懸鏈線立管進(jìn)行整體動(dòng)力響應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)改變海流方向、初始懸掛角、內(nèi)徑、壁厚以研究這些參數(shù)對(duì)立管動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，觸地點(diǎn)附近處的時(shí)程應(yīng)力對(duì)海流作用方向較為敏感，當(dāng)立管作用方向與立管所在平面為同一平面上時(shí)，應(yīng)力幅值較大；隨著懸掛角增加，立管時(shí)程最大應(yīng)力出現(xiàn)位置向錨固點(diǎn)移動(dòng)，整體應(yīng)力最大值減小，立管懸掛段和流線段位置處的時(shí)程最大應(yīng)力隨懸掛角的增大而增大；隨著壁厚的增加，立管各處的時(shí)程最大應(yīng)力減??；立管管徑變化對(duì)動(dòng)應(yīng)力影響

3、不大。
　　此外，本文還通過(guò)改變立管不同管段的涂層密度來(lái)分析研究管段重量變化對(duì)鋼懸鏈線立管動(dòng)力響應(yīng)的影響。通過(guò)分析得出增大懸垂段管段重量或減小初始觸地段重量可使立管應(yīng)力減小，而改變遠(yuǎn)離觸地點(diǎn)的底部流線段的外部涂層密度不影響應(yīng)力。沿立管弧長(zhǎng)段存在一個(gè)特殊位置，將其作為不同涂層分布的分界處，可以顯著減小立管最大動(dòng)應(yīng)力；將該分界處向懸掛點(diǎn)或觸地點(diǎn)移動(dòng)而偏離該位置都將增大立管最大動(dòng)應(yīng)力，在進(jìn)行管段重量?jī)?yōu)化時(shí)需要特別注意該特殊位置。最后通過(guò)