發(fā)布時間：2023-03-27 20:07

　　緩波型立管憑借特殊的結(jié)構(gòu)形式能有效地減小立管頂部張力,減輕浮式平臺的負(fù)擔(dān),并在一定程度上改善立管觸地區(qū)的動力響應(yīng),緩解該區(qū)域的疲勞損傷,被認(rèn)為是傳統(tǒng)鋼懸鏈線立管在超深水應(yīng)用中的有效改型設(shè)計。本文主要以緩波型立管為研究對象進(jìn)行動力響應(yīng)分析,基于相關(guān)理論展開數(shù)值模擬工作。首先,以管土作用為研究重點,基于非線性海床土模型展開立管的動力響應(yīng)分析。運用OrcaFlex建立浮體和立管的非耦合模型,開展緩波型立管的參數(shù)敏感性分析,并在同種工況下與傳統(tǒng)簡單式懸鏈線立管進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明緩波型立管能夠有效抑制海底溝槽的發(fā)展,改善觸地區(qū)的動力響應(yīng)。其次,在非耦合分析的基礎(chǔ)上,選擇性能最佳的緩波型立管和傳統(tǒng)鋼懸鏈線立管與張力腿平臺進(jìn)行耦合動力分析,研究了環(huán)境載荷入射方向不同的情況下兩種立管的動力響應(yīng)差異,并提取平臺位移、立管位形、彎矩分布等結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明各工況下,緩波型立管對平臺運動的影響均小于傳統(tǒng)鋼懸鏈線立管,雖然立管的橫向偏移、彎矩水平和觸地點最大應(yīng)力均大于傳統(tǒng)鋼懸鏈線立管,但頂部張力水平低,觸地點彎矩及最大應(yīng)力動態(tài)變化幅值和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)明顯減小,觸地區(qū)的動力響應(yīng)和疲勞性能得到有效改善。本文...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 海洋油氣資源開發(fā)的發(fā)展趨勢
        1.1.2 油氣田開發(fā)模式
        1.1.3 立管系統(tǒng)
        1.1.4 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管土作用研究現(xiàn)狀
        1.2.2 LWSCR動力響應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 疲勞分析研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點
第二章 緩波型立管動力響應(yīng)分析方法
    2.1 緩波型立管力學(xué)模型
        2.1.1 集中質(zhì)量模型
        2.1.2 浮力段等效簡化方法
    2.2 浮體-立管耦合分析方法
        2.2.1 浮體運動方程
        2.2.2 浮體運動轉(zhuǎn)換方法
        2.2.3 立管運動方程
        2.2.4 耦合運動方程
    2.3 疲勞分析方法
        2.3.1 雨流計數(shù)法
        2.3.2 S-N曲線
        2.3.3 Miner線性累積損傷準(zhǔn)則
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于非線性海床土的緩波型立管動力響應(yīng)分析
    3.1 非線性海床模型
        3.1.1 骨干曲線
        3.1.2 初始貫入曲線
        3.1.3 抬升曲線
        3.1.4 再貫入曲線
        3.1.5 立管在土體中的額外浮力
    3.2 浮體-立管非耦合模型
    3.3 動力響應(yīng)結(jié)果比較
        3.3.1 靜態(tài)情況下立管位形、張力及彎矩分布比較
        3.3.2 觸地點彎矩及最大應(yīng)力比較
        3.3.3 最大貫入深度、海床阻力及觸地點豎向位移比較
    3.4 本章小結(jié)
第四章 浮體-LWSCR耦合動力響應(yīng)分析
    4.1 耦合模型參數(shù)
    4.2 動力響應(yīng)結(jié)果分析
        4.2.1 立管構(gòu)型對TLP位移的影響
        4.2.2 不同立管構(gòu)型的位形比較
        4.2.3 立管彎矩分布結(jié)果比較
        4.2.4 頂部張力結(jié)果比較
        4.2.5 觸地點彎矩比較
        4.2.6 觸地點最大應(yīng)力比較
        4.2.7 疲勞壽命結(jié)果比較
    4.3 本章小結(jié)
第五章 研究結(jié)論與展望
    5.1 本文主要研究結(jié)論
    5.2 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3772772