【摘要】：吸力基礎(chǔ)是一種極具潛力的深水水下系泊基礎(chǔ),在海洋工程中有著廣闊的應(yīng)用前景。但由于其獨(dú)特的沉錨方式,安裝過(guò)程往往會(huì)伴隨著筒內(nèi)土塞隆起現(xiàn)象的發(fā)生,給吸力基礎(chǔ)的安全應(yīng)用帶來(lái)了很大的困擾。因此,合理地計(jì)算土塞隆起的高度并準(zhǔn)確分析其所帶來(lái)的影響,對(duì)于海洋工程的生產(chǎn)實(shí)踐有著重要的指導(dǎo)意義。本論文對(duì)吸力基礎(chǔ)的工作原理和安裝過(guò)程進(jìn)行了分析,并根據(jù)相關(guān)土力學(xué)理論,從土體的滲流、沖蝕和固結(jié)三個(gè)層面對(duì)負(fù)壓安裝時(shí)筒內(nèi)土塞生成的過(guò)程進(jìn)行了研究。根據(jù)“等效體積置換”思路,通過(guò)定義滲流影響系數(shù)m,提出了初步預(yù)估土塞隆起高度的計(jì)算方法。為了研究最小需求負(fù)壓控制下筒內(nèi)土塞隆起高度的變化規(guī)律,論文基于ABAQUS軟件CEL算法,對(duì)吸力基礎(chǔ)在軟黏土中的安裝過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬。計(jì)算結(jié)果表明:在安裝負(fù)壓接近最小需求負(fù)壓時(shí),筒內(nèi)土塞隆起的體積近似等于筒壁下沉所置換的土體體積。通過(guò)分析實(shí)際安裝后吸力基礎(chǔ)在破壞臨界瞬時(shí)的受力狀態(tài),得到基礎(chǔ)在其破壞方向上的受力平衡方程。根據(jù)對(duì)基礎(chǔ)失效機(jī)理的分析討論,利用MATLAB編程,分析基礎(chǔ)極限承載力、破壞方向角和最優(yōu)系泊位置隨纜繩拉力角的變化規(guī)律,進(jìn)而評(píng)估土塞隆起對(duì)基礎(chǔ)極限承載性能的影響。
【圖文】：

第 1 章 緒論1.1 研究背景根據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有石油儲(chǔ)量的 70% 以上來(lái)自于 1980 年以前發(fā)現(xiàn)的油田，而0 年代以來(lái)，全球每年新發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量?jī)H為當(dāng)年消費(fèi)量的 1/3[1]。即使是 20 80 年代初油價(jià)走高之時(shí)，已經(jīng)得到長(zhǎng)足發(fā)展的石油勘探技術(shù)仍然沒(méi)有改變大上油氣田新發(fā)現(xiàn)數(shù)量低位徘徊的事實(shí)，這說(shuō)明陸上油氣資源的探明儲(chǔ)量已接點(diǎn)。因此，現(xiàn)階段國(guó)際石油界的普遍認(rèn)識(shí)是：陸上油田尚有潛力的區(qū)域僅集中東等地，而其他地域發(fā)現(xiàn)新的大型陸上油氣田的可能性很低[2]。根據(jù) BP 的能源統(tǒng)計(jì)，在 1990 年以來(lái)陸上油氣產(chǎn)量逐漸進(jìn)入穩(wěn)定期后，海氣貢獻(xiàn)了全球油氣全部的新增產(chǎn)量和 60% 的新增儲(chǔ)量，其在全球油氣中的占 1980 年的 10%上升到 2017 年的 32%，且這一比例仍在增加[3]。因此，可以，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)的回暖復(fù)蘇和全球原油價(jià)格的逐步升高洋油氣資源的開(kāi)發(fā)必將迎來(lái)一波新的高潮。

第1 章 緒論多年的鉆采作業(yè)后，近海油氣資源的開(kāi)發(fā)已基本進(jìn)入中后期。因此，洋油氣資源的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)將逐漸瞄準(zhǔn)深海[4]。根據(jù)現(xiàn)有的海洋石油開(kāi)發(fā)模式，，進(jìn)行海上鉆采作業(yè)時(shí)必然會(huì)涉及到大結(jié)構(gòu)物的安裝使用，例如各種海上鉆井平臺(tái)、海面浮式生產(chǎn)設(shè)備以及相工程船舶等，如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P75

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本文編號(hào)：2595749