張力腿平臺(tái)TTR立管壁厚設(shè)計(jì)研究.pdf

1、立管系統(tǒng)是連接海底井口與浮式平臺(tái)之間的導(dǎo)管，主要用途是生產(chǎn)、采油、注水、修井和完井等。深水油氣立管系統(tǒng)是油氣開發(fā)系統(tǒng)中最薄弱的構(gòu)件之一，也是深水油氣開發(fā)的“瓶頸”問(wèn)題。
　　 本文依托于國(guó)家863項(xiàng)目“頂張緊式立管(TTR)設(shè)計(jì)與安裝關(guān)鍵技術(shù)研究及軟件研發(fā)”，主要內(nèi)容為：基于準(zhǔn)靜態(tài)理論，研究基于TLP平臺(tái)的TTR立管壁厚計(jì)算的關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素和校核方法。TTR立管的壁厚主要取決于：環(huán)向應(yīng)力、組合應(yīng)力分析及靜水壓潰分析。TTR的準(zhǔn)靜態(tài)

2、分析中所受荷載為表觀重力(包括重力和浮力)、橫向偏移(由于TTR受頂部平臺(tái)位移而產(chǎn)生的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng))、集中力(頂部恒定的張緊力以及海流產(chǎn)生的應(yīng)力)。本文提出一種面向初始設(shè)計(jì)階段的立管最小壁厚計(jì)算分析簡(jiǎn)化方法，并對(duì)影響立管力學(xué)性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 由于頂部張緊力是影響TTR立管的關(guān)鍵因素，因此本文考慮TLP平臺(tái)Setdown現(xiàn)象對(duì)TTR立管凈伸長(zhǎng)以及頂部張緊力的影響，數(shù)值分析表明：①初始頂張力系數(shù)越小，SetDown對(duì)頂

3、張力系數(shù)增量的影響越大；②立管頂部橫向偏移越大，SetDown對(duì)頂張力系數(shù)增量的影響越大；③頂張力系數(shù)的增量與立管的表觀重力之間無(wú)明顯關(guān)系。在立管壁厚校核計(jì)算中，另一關(guān)鍵問(wèn)題是如何通過(guò)簡(jiǎn)化方法獲取較為真實(shí)有效的載荷信息，其中最重要的參數(shù)是TTR立管底部的彎矩。本文由懸鏈線方程出發(fā)，經(jīng)過(guò)一系列的簡(jiǎn)化和修正處理，最終計(jì)算出TTR立管在頂部橫向偏移及海流的聯(lián)合作用下立管的力學(xué)響應(yīng)，數(shù)值分析表明：立管的表觀重力增大，會(huì)導(dǎo)致底部彎矩相應(yīng)變大；立管