發(fā)布時間：2021-01-02 17:21

　　深海環(huán)境復雜，這必然對深水油氣開發(fā)設(shè)備的要求有了質(zhì)的提高，在這些必不可少的油氣開發(fā)設(shè)備中，深水立管是連接海底與海面作業(yè)平臺的關(guān)鍵設(shè)備。在復雜的海洋環(huán)境中，造成立管疲勞破壞的主要因素是海流引起的渦激振動（VIV），如果立管發(fā)生疲勞破壞，不但會影響巨大的經(jīng)濟利益，還會使油氣泄露，導致爆炸火災甚至造成海洋環(huán)境的污染。所以準確地預測深水立管的渦激振動響應具有極其重要的意義。本文在總結(jié)國內(nèi)外學者對深水立管渦激振動研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用立管模型試驗、理論推導和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，提出了深水立管渦激振動非線性分析模型，并對深水頂張力立管渦激振動的響應及強度進行研究。首先，基于課題組模型試驗研究發(fā)現(xiàn)：當理論渦脫頻率與管道的固有頻率不一致時，作用在振蕩管道上的渦激力并非簡諧擾力，而是具有一定帶寬的窄帶隨機擾力，所以管道的渦激振動響應是一個隨機過程，由此考慮到立管渦激振動過程中流體與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用，將熟知的渦激力模型進行修正，并將該修正的渦激力模型應用于深水立管的渦激振動響應分析，提出考慮流固耦合的深水立管非線性渦激振動時域分析模型，編制了相應的深水立管動力響應分析程序TTRTD1.0，研究了服役于... 

【文章來源】：中國海洋大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

我國的深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”

深海油氣的開發(fā)，主要使用的浮體結(jié)構(gòu)有：FPSO 浮式生產(chǎn)系統(tǒng)（如圖 1-2（a））、半潛式鉆井平臺（如圖 1-2（b））、張力腿平臺（如圖 1-2（c））和 Spar平臺（如圖 1-2（d））。（a）FPSO 浮式生產(chǎn)系統(tǒng) （b）半潛式鉆井平臺

根據(jù)深水立管的結(jié)構(gòu)形式，深水立管可分為：鋼懸鏈線立管（SCR）、頂張力立管（TTR），惰性 S 立管，陡峭型 S 立管，惰性波浪立管、陡峭型波浪立管等[3]，由于這些立管長細比較大剛性小，可視為柔性立管，本文的研究對象主要是頂張力立管，圖 1-3 給出了主要應用于張力腿平臺和 Spar 平臺的頂張力立管。圖1-4 給出了比較常用的頂張力立管和鋼懸鏈線立管的結(jié)構(gòu)圖。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮流固耦合的大柔性圓柱體渦激振動非線性時域模型[J]. 黃維平,劉娟,唐世振.  振動與沖擊. 2012(09)
[2]大柔性圓柱體兩自由度渦激振動試驗研究[J]. 黃維平,曹靜,張恩勇,唐世振.  力學學報. 2011(02)
[3]均勻來流中大長徑比深海立管渦激振動特性[J]. 蔡杰,尤云祥,李巍,時忠民,曲衍.  水動力學研究與進展A輯. 2010(01)
[4]參數(shù)激勵下深海立管動力特性研究[J]. 楊和振,李華軍.  振動與沖擊. 2009(09)
[5]海底管道懸跨段流致振動實驗研究及渦激力模型修正[J]. 黃維平,王愛群,李華軍.  工程力學. 2007(12)
[6]細長海洋立管渦激振動預報模型(英文)[J]. 潘志遠,崔維成,繆泉明.  船舶力學. 2006(03)
[7]階梯狀來流中立管的渦激振動響應預報[J]. 潘志遠,崔維成,劉應中.  上海交通大學學報. 2006(06)
[8]海洋輸液立管渦激振動響應及其疲勞壽命研究[J]. 郭海燕,傅強,婁敏.  工程力學. 2005(04)
[9]海底懸跨管道動力響應的試驗研究和數(shù)值模擬[J]. 李昕,劉亞坤,周晶,馬恒春.  工程力學. 2003(02)
[10]海底管線管跨段渦激振動響應的實驗研究[J]. 余建星,羅延生,方華燦.  地震工程與工程振動. 2001(04)

博士論文
[1]考慮順流向振動的深水頂張力立管渦激振動分析[D]. 唐世振.中國海洋大學 2010



本文編號：2953328