海上漂浮輸油軟管是海上原油傳輸?shù)闹匾O(shè)備,其可靠性對原油安全輸送有重要影響。軟管在波浪載荷作用下,會產(chǎn)生很大的彎曲和拉伸變形,存在著折裂、接頭松脫甚至拉斷的風(fēng)險。因此對管組在極端海況下整體力學(xué)性能的研究,保證管組在連接浮筒與穿梭油輪時安全可靠的作業(yè),成為當(dāng)前急需解決的問題。本文主要針對海上漂浮輸油管組在位工況下(軟管一端連接浮筒,另一端連接穿梭油輪)的整體動態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行分析。首先,根據(jù)管組受力情況,選擇合適的波浪理論,首次提出了基于彈性地基梁的管組微分振動方程;其次,將軟管參數(shù)、極端海洋環(huán)境參數(shù)、與軟管相連接的浮筒和油輪耦合激勵參數(shù)等作為整體分析的輸入條件,利用解析法對漂浮軟管進(jìn)行整體動態(tài)性能分析,獲得在五十年一遇海況中,在法蘭影響下管組各截面在豎直平面內(nèi)的位移以及彎矩的大小分布:管組靠近浮筒處發(fā)生較大位移,隨著管組方向位移變化逐漸趨于平緩,在波浪載荷作用下管組的豎直位移曲線呈三角函數(shù)趨勢,管組的最大彎矩多發(fā)生在浮筒和油輪連接處,每個法蘭接口處彎矩都發(fā)生了突變;最后,利用Orcaflex軟件對浮筒、漂浮軟管、油輪進(jìn)行整體建模分析,提取管組各截面的位移以及彎矩、軸力、剪力的大小,通過對比驗證了解析法的可行性。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE973.92
【部分圖文】：

圖 1.1 2001 年-2015 年中國石油進(jìn)口依存度Fig. 1.1 Chinese oil import dependency in 2001-2015，我國對石油資源有較高的對外依存度，當(dāng)國際秩運輸會遭到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測，到 2020 年我國，為了節(jié)約海上原油的運輸成本，我國通常采用大了滿足對原油及天然氣需求的增長，我國不僅需要大量的海上漂浮輸油軟管配合油輪進(jìn)行裝卸油。海、東海進(jìn)行了大量的石油天然氣勘探和開采，上漂浮軟管也是必不可少的設(shè)備。在海上油田進(jìn)行外輸作業(yè)時，主要應(yīng)用于 FPSO、環(huán)節(jié)之中，在軍事上，海上漂浮軟管運用于艦船油船的裝卸油[6]。屬于易耗品，軟管在沒有維修的狀況下平均使用要更換一次。隨著海上油田數(shù)目的增加，海上原油的需求量也成倍的增加。由于海上漂浮軟管的特

第 1 章 緒論標(biāo)準(zhǔn)長度一般為 10.67m[7]。圖 1.2 首管、主管、尾管、圍欄管Fig. 1.2 first off、main、tail、tanker hose浮輸油軟管的材料是由橡膠、簾布以及加強(qiáng)鋼筋和其他非于單層漂浮輸油軟管而言，一般包括了 9 層結(jié)構(gòu)（如圖 1.3）膠層、緩沖層、第一簾布加強(qiáng)層、填充橡膠、鋼筋骨架、第浮層、橡膠覆蓋層[8]。

對于單層漂浮輸油軟管而言，一般包括了 9 層結(jié)構(gòu)（如圖 1.3），由內(nèi)向別為：內(nèi)膠層、緩沖層、第一簾布加強(qiáng)層、填充橡膠、鋼筋骨架、第二簾布層膠層、漂浮層、橡膠覆蓋層[8]。圖 1.3 漂浮軟管各層結(jié)構(gòu)Fig. 1.3 Each layer structure of floating hose海上漂浮軟管的工作情況如圖 1.4 所示[9]。
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8 吳長生;羅耀安;;單點系泊系統(tǒng)設(shè)備故障分析及對策[J];水運工程;2010年01期

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2 由丹丹;波浪和流作用下漂浮軟管的動力分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

3 黃建福;單點浮筒在波浪中的響應(yīng)及浮筒形式選擇和主尺度優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2875462