海底管線是保證油氣田正常運轉的生命線,從1950s年第一條海底管道的鋪設以來,隨著海上油氣田開發(fā)的不斷深入,對管道鋪設水深的要求也在不斷增加。盡管從世界范圍來看,海底管線鋪設已經達到接近3000m,但我國的現狀仍然停留在水深小于150m的情況。為了開發(fā)我國南海豐富的深水油氣資源,發(fā)展深水管道鋪設技術就成了我國當前海洋技術的重點之一。托管架為S型鋪設中的關鍵設備,其主要作用是控制管道脫離船體的曲率,研究適用于深水的托管架,對于提升鋪設水深、鋪設速度、鋪設安全都有很大的影響。本文通過對S型鋪設原理的分析,歸納了托管架的概念設計中主要參數關系,給出了托管架設計流程,詳述了托管架詳細設計的步驟和方法,并以DPV7500鋪管船的托管架為例,使用ABAQUS建立了有限元模型,對托管架進行了驗證計算。最后,在結合數值計算結果的基礎上提出了針對托管架的現場監(jiān)測方案以及室內標定實驗方案。 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 海洋油氣開發(fā)概況
    1.2 海底管道發(fā)展現狀和前景
    1.3 本文主要研究內容
2.深海S型鋪設研究現狀
    2.1 管道鋪設方法概述
        2.1.1 拖曳式鋪管法
        2.1.2 卷管式鋪管法
        2.1.3 J型鋪管船法
        2.1.4 S型鋪管船法
        2.1.5 鋪管方式小結
    2.2 深海S型鋪設發(fā)展現狀
    2.3 本章小結
3.深海S型鋪設參數分析
    3.1 深海S型鋪設概述
        3.1.1 S型鋪設基本原理
        3.1.2 深海S型鋪設關鍵問題
    3.2 深海S型鋪設線形分析
        3.2.1 懸鏈線方程
        3.2.2 深海S型鋪設的影響參數
        3.2.3 線形分析與托管架設計的關系
    3.3 深水S型鋪設托管架的發(fā)展動態(tài)
    3.4.本章小結
4.托管架設計方法及參數分析
    4.1 托管架設計流程概述
    4.2 托管架基本設計參數分析
        4.2.1 托管架曲率半徑
        4.2.2 托管架長度
        4.2.3 張緊器能力
        4.2.4 托管架剛度
    4.3 托管架詳細設計參數分析
        4.3.1 托管架設計工況
        4.3.2 托管架設計荷載
        4.3.3 荷載組合
    4.4 本章小結
5.托管架結構設計驗證
    5.1 模型介紹
        5.1.1 托管架
        5.1.2 計算用管道
        5.1.3 有限元模型
    5.2 數值模擬及求解
        5.2.1 固體力學中的非線性問題
        5.2.2 波浪及流
        5.2.3 ABAQUS中的AQUA模塊應用
    5.3 模型計算結果
        5.3.1 托管架的整體強度分析
        5.3.2 計算結果討論
    5.4 本章小結
6.托管架監(jiān)測系統(tǒng)
    6.1 托管架現場監(jiān)測方案
        6.1.1 對托管架進行現場監(jiān)測的必要性
        6.1.2 現場監(jiān)測的目的
        6.1.3 現場監(jiān)測的內容
        6.1.4 托管架的現場監(jiān)測方案
    6.2 室內原型實驗的監(jiān)測方案設計
        6.2.1 設置模型試驗監(jiān)測方案目的
        6.2.2 模型實驗中的監(jiān)測內容
        6.2.3 模型實驗監(jiān)測方案
    6.3 本章小結
7.結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]深水頂部張緊鉆井隔水管非線性靜力分析[J]. 暢元江,陳國明,許亮斌,殷志明,王宏安.  中國海上油氣. 2007(03)
[2]Python語言和ABAQUS前處理二次開發(fā)[J]. 鐘同圣,衛(wèi)豐,王鷙,智友海.  鄭州大學學報(理學版). 2006(01)
[3]軸向載荷對海洋深水鉆井隔水管力學特性的影響分析[J]. 王林,石曉兵,聶榮國,陳平,羅平亞,周俊昌.  石油礦場機械. 2004(01)
[4]ABAQUS前處理程序二次開發(fā)在蜂窩材料中的應用[J]. 鮑榮浩,盧文浩.  工程設計學報. 2003(06)
[5]海底管道鋪設的力學分析[J]. 曾曉輝,柳春圖,邢靜忠.  力學與實踐. 2002(02)
[6]海底管道鋪設施工設計分析[J]. 郭艷林,梁政.  石油學報. 1999(04)
[7]多點支撐托管架支撐下的海洋管道鋪設中的靜力分析[J]. 戴英杰,宋甲宗,郭東明.  海洋工程. 1999(02)
[8]海洋管道鋪設時的二維靜力分析[J]. 宋甲宗,戴英杰.  大連理工大學學報. 1999(01)
[9]鋪設過程中海底管道的非線性分析[J]. 甄國強,胡宗武.  海洋工程. 1993(03)
[10]鋪設過程中海底管道的靜態(tài)分析[J]. 甄國強,胡宗武.  水動力學研究與進展（A輯）. 1993(03)

碩士論文
[1]非線性有限元法在海底管道鋪設中的應用[D]. 馬銳.大連理工大學 2006
[2]水下立管載荷與運動計算分析[D]. 王丹丹.大連理工大學 2006
[3]我國民營企業(yè)員工激勵機制研究[D]. 趙麗.哈爾濱工程大學 2006
[4]海底管線設計分析[D]. 黃鑫.天津大學 2004
[5]有限元在海底管道設計中的應用研究[D]. 王猛.天津大學 2004



本文編號：3433238