深海托管架概念设计要素研究
发布时间：2023-01-26 05:09
海底管线是保证油气田正常运转的生命线,从1950s年第一条海底管道的铺设以来,随着海上油气田开发的不断深入,对管道铺设水深的要求也在不断增加。尽管从世界范围来看,海底管线铺设已经达到接近3000m,但我国的现状仍然停留在水深小于150m的情况。为了开发我国南海丰富的深水油气资源,发展深水管道铺设技术就成了我国当前海洋技术的重点之一。 深水铺管一般采用铺管船法,主要形式为S型铺设和J型铺设,尽管一度认为J型适应于深水铺设,但S型铺设具有的铺设速度快、同时适应深水和浅水水域等优点,随着近年来工程技术的不断进步,S型管线铺设的水深也在不断增加,目前铺设水深记录就是采用S型铺设方法（截至2005年）。可以预见,S型铺设将成为深水管道铺设技术的趋势。 托管架为S型铺设中的关键设备,其主要作用是控制管道脱离船体的曲率,研究适用于深水的托管架,对于提升铺设水深、铺设速度、铺设安全都有很大的影响。以往针对S型铺设的研究中,往往将托管架理想化为边界条件处理,这一方面影响了铺设分析的准确性,另一方面也无法对托管架进行设计。本文首先给出了管线铺设在托管架设计中的重要意义,然后给出了托管架...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 海洋油气开发概况
1.2 海底管道发展现状和前景
1.3 海底管道研究进展
1.4 本文主要研究内容
2 深海海底管道铺设方法
2.1 铺管方法概述
2.2 管线铺设方法介绍
2.2.1 拖曳式铺管法(TOW-METHOD)
2.2.2 卷管式铺管法(REEL-LAY)
2.2.3 J型铺管船法(J-LAY)
2.2.4 S型铺管船法(S-LAY)
2.2.5 铺管方式小结
2.3 S 型铺设中的托管架
2.4 管道铺设分析的意义
2.5 本章小结
3 托管架设计概念要素
3.1 管线铺设基本方程
3.2 算例
3.3 托管架设计概念要素
3.3.1 托管架半径
3.3.2 托管架长度与张紧器能力
3.3.3 托管架结构
3.3.4 托辊支撑
3.4 本章小结
4 托管架设计概念要素分析
4.1 模型介绍
4.1.1 托管架
4.1.2 计算用管道
4.1.3 有限元模型
4.2 数值模型及求解
4.2.1 固体力学中的非线性问题
4.2.2 Newton-Raphson迭代
4.2.3 ABAQUS二次开发与Python语言
4.2.4 接触模型
4.2.5 波浪及流
4.2.6 管道失效判断准则
4.2.7 OFFPIPE软件
4.3 模型计算结果
4.3.1 计算结果
4.3.2 概念性要素讨论
4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
附录-二维Python源程序
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深水顶部张紧钻井隔水管非线性静力分析[J]. 畅元江,陈国明,许亮斌,殷志明,王宏安. 中国海上油气. 2007(03)
[2]Python语言和ABAQUS前处理二次开发[J]. 钟同圣,卫丰,王鸷,智友海. 郑州大学学报(理学版). 2006(01)
[3]轴向载荷对海洋深水钻井隔水管力学特性的影响分析[J]. 王林,石晓兵,聂荣国,陈平,罗平亚,周俊昌. 石油矿场机械. 2004(01)
[4]ABAQUS前处理程序二次开发在蜂窝材料中的应用[J]. 鲍荣浩,卢文浩. 工程设计学报. 2003(06)
[5]海底管道铺设的力学分析[J]. 曾晓辉,柳春图,邢静忠. 力学与实践. 2002(02)
[6]海底管道铺设施工设计分析[J]. 郭艳林,梁政. 石油学报. 1999(04)
[7]多点支撑托管架支撑下的海洋管道铺设中的静力分析[J]. 戴英杰,宋甲宗,郭东明. 海洋工程. 1999(02)
[8]海洋管道铺设时的二维静力分析[J]. 宋甲宗,戴英杰. 大连理工大学学报. 1999(01)
[9]铺设过程中海底管道的非线性分析[J]. 甄国强,胡宗武. 海洋工程. 1993(03)
[10]铺设过程中海底管道的静态分析[J]. 甄国强,胡宗武. 水动力学研究与进展（A辑）. 1993(03)
硕士论文
[1]非线性有限元法在海底管道铺设中的应用[D]. 马锐.大连理工大学 2006
[2]水下立管载荷与运动计算分析[D]. 王丹丹.大连理工大学 2006
[3]海底管线设计分析[D]. 黄鑫.天津大学 2004
[4]有限元在海底管道设计中的应用研究[D]. 王猛.天津大学 2004
本文编号：3732210
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 海洋油气开发概况
1.2 海底管道发展现状和前景
1.3 海底管道研究进展
1.4 本文主要研究内容
2 深海海底管道铺设方法
2.1 铺管方法概述
2.2 管线铺设方法介绍
2.2.1 拖曳式铺管法(TOW-METHOD)
2.2.2 卷管式铺管法(REEL-LAY)
2.2.3 J型铺管船法(J-LAY)
2.2.4 S型铺管船法(S-LAY)
2.2.5 铺管方式小结
2.3 S 型铺设中的托管架
2.4 管道铺设分析的意义
2.5 本章小结
3 托管架设计概念要素
3.1 管线铺设基本方程
3.2 算例
3.3 托管架设计概念要素
3.3.1 托管架半径
3.3.2 托管架长度与张紧器能力
3.3.3 托管架结构
3.3.4 托辊支撑
3.4 本章小结
4 托管架设计概念要素分析
4.1 模型介绍
4.1.1 托管架
4.1.2 计算用管道
4.1.3 有限元模型
4.2 数值模型及求解
4.2.1 固体力学中的非线性问题
4.2.2 Newton-Raphson迭代
4.2.3 ABAQUS二次开发与Python语言
4.2.4 接触模型
4.2.5 波浪及流
4.2.6 管道失效判断准则
4.2.7 OFFPIPE软件
4.3 模型计算结果
4.3.1 计算结果
4.3.2 概念性要素讨论
4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
附录-二维Python源程序
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深水顶部张紧钻井隔水管非线性静力分析[J]. 畅元江,陈国明,许亮斌,殷志明,王宏安. 中国海上油气. 2007(03)
[2]Python语言和ABAQUS前处理二次开发[J]. 钟同圣,卫丰,王鸷,智友海. 郑州大学学报(理学版). 2006(01)
[3]轴向载荷对海洋深水钻井隔水管力学特性的影响分析[J]. 王林,石晓兵,聂荣国,陈平,罗平亚,周俊昌. 石油矿场机械. 2004(01)
[4]ABAQUS前处理程序二次开发在蜂窝材料中的应用[J]. 鲍荣浩,卢文浩. 工程设计学报. 2003(06)
[5]海底管道铺设的力学分析[J]. 曾晓辉,柳春图,邢静忠. 力学与实践. 2002(02)
[6]海底管道铺设施工设计分析[J]. 郭艳林,梁政. 石油学报. 1999(04)
[7]多点支撑托管架支撑下的海洋管道铺设中的静力分析[J]. 戴英杰,宋甲宗,郭东明. 海洋工程. 1999(02)
[8]海洋管道铺设时的二维静力分析[J]. 宋甲宗,戴英杰. 大连理工大学学报. 1999(01)
[9]铺设过程中海底管道的非线性分析[J]. 甄国强,胡宗武. 海洋工程. 1993(03)
[10]铺设过程中海底管道的静态分析[J]. 甄国强,胡宗武. 水动力学研究与进展（A辑）. 1993(03)
硕士论文
[1]非线性有限元法在海底管道铺设中的应用[D]. 马锐.大连理工大学 2006
[2]水下立管载荷与运动计算分析[D]. 王丹丹.大连理工大学 2006
[3]海底管线设计分析[D]. 黄鑫.天津大学 2004
[4]有限元在海底管道设计中的应用研究[D]. 王猛.天津大学 2004
本文编号：3732210
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3732210.html
