發(fā)布時(shí)間：2020-10-26 16:25

　　 海洋立管是連接海上浮式生產(chǎn)設(shè)施和海底井口的重要部件。上部浮式生產(chǎn)設(shè)施在風(fēng)、浪、流的作用下會(huì)偏離其原來(lái)的平衡位置并產(chǎn)生升沉運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致立管與平臺(tái)之間發(fā)生垂向的相對(duì)運(yùn)動(dòng),稱為立管的沖程運(yùn)動(dòng)。張緊器系統(tǒng)的作用就是要控制立管和浮式結(jié)構(gòu)物間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),補(bǔ)償立管與平臺(tái)之間的沖程值。本文依托國(guó)家863項(xiàng)目子課題“頂張緊式立管(TTR)設(shè)計(jì)與安裝關(guān)鍵技術(shù)研究”,針對(duì)一種適用于張力腿平臺(tái)(TLP)的頂張緊式立管(TTR),研究立管沖程運(yùn)動(dòng)的計(jì)算方法及其敏感性因素的影響,并利用專業(yè)軟件Orcaflex對(duì)其進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算。 本文在綜述張緊器系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)組成和工作原理的基礎(chǔ)上,對(duì)影響立管沖程能力的因素以及立管沖程的計(jì)算方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)。計(jì)算了一年一遇季風(fēng)及百年一遇臺(tái)風(fēng)環(huán)境條件下立管的沖程能力,給出了張緊器沖程的選用范圍；并討論了不同的張緊力施加方式：施加恒定張緊力、線性變化張緊力以及非線性變化張緊力對(duì)立管沖程計(jì)算結(jié)果的影響,進(jìn)而給出了合理的張緊器模擬方式。根據(jù)得到的計(jì)算結(jié)果,進(jìn)一步分析了立管沖程對(duì)張緊器系統(tǒng)各參數(shù)變化的敏感性程度,包括液壓系統(tǒng)的氣體常數(shù),張緊器的初始儲(chǔ)氣長(zhǎng)度,張緊器液壓缸夾角等；最后通過(guò)系列計(jì)算說(shuō)明了張緊器系統(tǒng)在立管干涉中起到的作用,為實(shí)際工程操作提供了一定的參考。 通過(guò)以上的分析計(jì)算,得到了如下結(jié)果與結(jié)論：總結(jié)了立管沖程能力分析及計(jì)算方法；采用不同方式模擬張緊器系統(tǒng)會(huì)對(duì)立管沖程計(jì)算的結(jié)果造成很大影響；采用非線性彈簧模擬張緊器系統(tǒng)是目前較為合理的做法；液壓張緊器內(nèi)的氣體性質(zhì)、張緊器初始儲(chǔ)氣長(zhǎng)度、張緊器液壓缸與垂直方向的夾角、管體內(nèi)容物密度以及平臺(tái)水平偏移運(yùn)動(dòng)對(duì)張緊器的張緊力數(shù)值均會(huì)產(chǎn)生重要影響；當(dāng)張緊器的一個(gè)液壓缸失效后,其余液壓缸應(yīng)相應(yīng)調(diào)整各自張緊力以保證張緊器系統(tǒng)不發(fā)生失效；保證相鄰立管的張緊器外伸量相同以及增加張緊器剛度可以有效緩和立管的干涉效應(yīng),保證立管系統(tǒng)的安全工作。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P756.2
【部分圖文】：

Fig.2.1Sehematiediagramofthetensionersystem控制系統(tǒng)統(tǒng)組成器系統(tǒng)的目的是為立管系統(tǒng)提供頂張緊力并補(bǔ)償平臺(tái)與立器控制系統(tǒng)中，主要涉及以下幾部分內(nèi)容:響應(yīng):包括風(fēng)、浪和流的作用。流剖面對(duì)立管變形產(chǎn)生影平臺(tái):TLP平臺(tái)運(yùn)動(dòng)取決于環(huán)境條件，同樣要考慮風(fēng)、浪系統(tǒng):立管系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)不但取決于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，還與流剖面運(yùn)動(dòng)和立管運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立。器:即立管的張緊器系統(tǒng)和部分執(zhí)行單元。通過(guò)增加或降而達(dá)到張緊和放松立管的目的，進(jìn)而控制立管的側(cè)向撓曲。單元:控制單元中的測(cè)量單元可以測(cè)量流剖面、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)、、張緊力和張緊器外伸量。

系統(tǒng)中的制動(dòng)器即為立管張緊器系統(tǒng)，其作用是為立管系統(tǒng)提供張緊力，同時(shí)承受立管載荷并將其傳遞到平臺(tái)上，以保證立管結(jié)構(gòu)的安全。在立管正常操作情況下，張緊力的獲得需獨(dú)立于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。平臺(tái)受風(fēng)浪流等環(huán)境條件作用會(huì)使立管產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而影響立管的張緊力。流載荷，風(fēng)載荷和二階低頻波浪力會(huì)導(dǎo)致平臺(tái)產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)，并在偏移位置處產(chǎn)生下沉。立管的波頻振動(dòng)是由一階波浪力引起的。補(bǔ)償平臺(tái)與立管之間相對(duì)垂向運(yùn)動(dòng)的量稱為垂蕩補(bǔ)償量。2.2.2張緊器的補(bǔ)償形式張緊器的補(bǔ)償形式通常分為以下三種類型:被動(dòng)補(bǔ)償、主動(dòng)補(bǔ)償以及主被動(dòng)聯(lián)合補(bǔ)償。垂蕩補(bǔ)償系統(tǒng)存在的目的是使立管系統(tǒng)保證其張緊力不受平臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)的影響，即使立管的張緊力保持一個(gè)近似恒定的數(shù)值。被動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)可以用彈簧一阻尼系統(tǒng)進(jìn)行描述，在操作過(guò)程中不需要額外能量輸入。大部分被動(dòng)垂向補(bǔ)償系統(tǒng)采用液壓一氣壓傳動(dòng)裝置，載荷由內(nèi)部液體體積作用在活塞上產(chǎn)生的壓力來(lái)平衡。被動(dòng)式的垂向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器主要分為以下兩種類型:

傳統(tǒng)鋼絲繩式張緊器通過(guò)鋼絲繩及滑輪組將張緊系統(tǒng)的升沉補(bǔ)償行程增大為液壓缸行程的數(shù)倍(即滑輪組的倍率)。由于液壓缸的缸體尺寸相對(duì)較小，故可配置多對(duì)張緊器。傳統(tǒng)鋼絲繩式張緊器系統(tǒng)如圖2.3所示。
【參考文獻(xiàn)】

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1 趙建亭;薛穎;潘云;程峰;;浮式鉆井裝置隔水管張緊系統(tǒng)研究[J];上海造船;2010年04期

2 王定亞;李愛(ài)利;;海洋鉆井隔水管系統(tǒng)配套技術(shù)研究[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2010年07期

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1 高峰;超深水頂端張緊式鉆井隔水管結(jié)構(gòu)與VIV疲勞分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2857229