在深海油氣開發(fā)中,管道作為連接各個開發(fā)裝備的“生命線”,是深海油氣開發(fā)的關鍵裝備,膨脹彎是海底管道與基盤管匯和平臺等海底結構物支架的一段過渡管線,其通過吸收海管因熱脹冷縮導致的膨脹量,補償海管長度的變化,對海管進行了有效的保護。近年來,柔性膨脹彎由于其特有的力學特性,得到了越來越廣泛的使用,但是,其復雜的結構組成給柔性膨脹彎的設計和分析帶來了新的難題�；谝陨媳尘�,本文研究了柔性膨脹彎的力學特性及其附屬結構的疲勞問題,主要包括:1、介紹了柔性膨脹彎及其附屬結構的組成,對各層的結構和具體功能進行了說明,闡述了柔性膨脹彎截面力學特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。2、基于能量法推導出了柔性膨脹彎的軸對稱響應分析理論模型,其中,圓柱殼層的軸對稱響應分析采用厚壁理論來計算,通過能量守恒定律計算螺旋層軸對稱響應分析,進而得到軸對稱響應總平衡方程。在彎曲響應分析過程中,通過能量守恒完成未滑移階段柔性膨脹彎螺旋層的彎曲理論分析,在對螺旋層部分滑移和完全滑移兩個階段的彎曲理論分析過程中,考慮彎曲引起的張力以及曲率變化得到螺旋層最終得到柔性膨脹彎的彎矩-曲率關系。根據(jù)推導得到的理論模型展開計算,并將計算結果和試驗結果... 

【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(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 柔性軟管及膨脹彎概述
        1.2.1 柔性軟管的結構
        1.2.2 膨脹彎及其附屬結構
    1.3 柔性軟管的力學特性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 理論分析
        1.3.2 數(shù)值分析
        1.3.3 試驗研究
    1.4 研究內(nèi)容及意義
2 柔性膨脹彎的截面特性理論分析
    2.1 柔性膨脹彎的軸對稱響應理論分析
        2.1.1 圓柱殼層理論分析
        2.1.2 螺旋層理論分析
        2.1.3 柔性軟管總體平衡方程及求解
    2.2 柔性膨脹彎的彎曲響應理論分析
        2.2.1 未滑移階段螺旋層的彎曲理論
        2.2.2 部分滑移階段螺旋層的彎曲理論
        2.2.3 完全滑移階段螺旋層的彎曲理論
        2.2.4 螺旋層的彎矩-曲率關系
        2.2.5 圓柱殼層的彎曲理論
    2.3 算例
        2.3.1 軸對稱響應分析
        2.3.2 彎曲響應分析
    2.4 本章小結
3 柔性膨脹彎的整體分析
    3.1 概述
    3.2 環(huán)境參數(shù)
        3.2.1 水深及水溫
        3.2.2 波浪參數(shù)
        3.2.3 海流參數(shù)
        3.2.4 海生物
        3.2.5 水動力系數(shù)
    3.3 柔性膨脹彎及其附件參數(shù)
        3.3.1 柔性膨脹彎截面特性計算
        3.3.2 端部接頭
        3.3.3 彎曲剛度加強件
    3.4 建立模型
    3.5 確定工況
    3.6 結果分析
        3.6.1 端面受力分析
        3.6.2 危險工況分析
        3.6.3 環(huán)境參數(shù)對柔性膨脹彎影響分析
    3.7 本章小結
4 膨脹彎BSR疲勞分析
    4.1 概述
    4.2 疲勞載荷工況
        4.2.1 波浪散布圖
        4.2.2 規(guī)則波法
        4.2.3 疲勞載荷工況
    4.3 BSR應變響應計算
    4.4 疲勞分析
    4.5 原因分析
    4.6 本章小結
5 總結
參考文獻
附錄1 波浪散布圖
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]渤海油田鉆完井技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 范白濤.  中國海上油氣. 2017(04)
[2]組合載荷作用下深海非粘結柔性管力學性能對比分析[J]. 姜豪,楊和振.  海洋工程. 2014(05)
[3]軸壓下非黏結柔性立管響應特性的數(shù)值計算方法[J]. 任少飛,唐文勇,薛鴻祥.  上海交通大學學報. 2014(04)
[4]論中國的“石油獨立”戰(zhàn)略[J]. 吳曉明,歐浪,胡國松.  經(jīng)濟體制改革. 2013(05)
[5]基于能量法的非黏合柔性立管軸對稱響應分析[J]. 董磊磊,張崎,黃一.  華中科技大學學報(自然科學版). 2013(05)
[6]深海非粘結柔性立管簡化模型數(shù)值分析及實驗研究[J]. 姜豪,楊和振,劉昊.  中國艦船研究. 2013(01)
[7]海洋復合柔性管發(fā)展及應用現(xiàn)狀[J]. 潛凌,李培江,張文燕.  石油礦場機械. 2012(02)
[8]向深海油氣田進軍[J]. 趙沛楠.  中國投資. 2010(08)
[9]淺談世界能源危機及中國的戰(zhàn)略抉擇[J]. 白少成.  實驗科學與技術. 2006(S1)

博士論文
[1]非粘合柔性立管截面特性的理論計算及BSR區(qū)域的疲勞分析[D]. 董磊磊.大連理工大學 2013

碩士論文
[1]非粘合柔性立管整體分析及端部效應數(shù)值模擬[D]. 饒靖.大連理工大學 2016
[2]海洋管道凹陷結構行為與應力集中分析[D]. 王利新.蘭州理工大學 2014
[3]海底管道墜物碰撞損傷數(shù)值模擬分析研究[D]. 白俊磊.大連理工大學 2013
[4]海洋非粘結柔性管線的橫截面力學性能分析[D]. 陳耕.哈爾濱工程大學 2011



本文編號：3011392