深水钢质立管弯曲抑制装置的关键技术研究
发布时间：2024-01-24 10:30
深水立管系统是深水油气开发装备中最为薄弱的构件之一,在风、浪、流以及顶部浮体运动的联合作用下,立管端部和触地段等局部位置会产生过度弯曲而导致立管发生强度破坏、屈曲破坏以及疲劳破坏等。深水立管系统中的弯曲抑制装置为过度弯曲问题提供了有效的解决途径。因此,本文依托国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目“南海深水油气勘探开发关键技术及装备重大项目——深水立管工程设计关键研究课题”,重点研究了深水立管弯曲抑制装置的关键技术问题,主要内容包括：功能性接头设计、静水压溃分析、径向屈曲与屈曲扩展分析以及关键位置弯曲抑制结构设计等。 深水立管主要呈现柔性结构的特征,当其与刚性结构固定连接时,就会在连接处的立管结构中形成弯曲应力的高度集中区。在这种情况下,通常采用应力接头结构作为过渡,以降低立管端部结构的弯曲应力集中程度。目前,有关应力接头的大部分研究工作都集中在新型材料的应用和对现有结构的分析上,而应力接头的设计工作主要还是凭借设计人员的实际工程经验来进行的。因此,如果立管系统服役的平台结构或海洋环境发生变化,就会给设计工作带来很大的难度。针对这一问题,本文提出了应力接头的设计原理和设计方法,并...
【文章页数】：146 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
CONTENTS
图表目录
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 深水立管系统
1.2.2 应力接头的设计与分析
1.2.3 深水立管的径向屈曲与屈曲扩展
1.2.4 钢悬链线立管触地段
1.3 本文主要研究内容与研究思路
2 应力接头的设计与分析
2.1 设计原理及设计方法
2.1.1 设计原理
2.1.2 设计方法
2.1.3 设计实例
2.2 参数敏感性分析
2.2.1 设计参数αj的影响
2.2.2 顶部张紧力T0的影响
2.3 设计结构的分析和校核
2.3.1 设计结构的合理性
2.3.2 设计结果的准确性
2.4 含应力接头的立管系统动力响应分析
2.4.1 基础数据
2.4.2 动力响应分析结果
2.5 含应力接头的立管系统疲劳分析
2.5.1 短期涡激振动疲劳分析
2.5.2 长期涡激振动疲劳分析
2.6 应力接头设计软件
2.6.1 应力接头设计软件的结构及工作流程
2.6.2 应力接头设计软件的相关界面
2.7 小结
3. 深水钢质立管的径向屈曲及屈曲扩展研究
3.1 深水立管的径向屈曲及屈曲扩展理论
3.1.1 理想立管压溃屈曲分析的经典理论
3.1.2 含缺陷立管压溃屈曲分析的经典理论
3.1.3 屈曲扩展的经典理论
3.2 深水立管的径向屈曲及屈曲扩展研究
3.2.1 深水立管模型的建立
3.2.2 想深水立管的压溃屈曲分析
3.2.3 具有初始椭圆度深水立管压的溃屈曲分析
3.2.4 联合载荷作用下理想深水立管的径向屈曲分析
3.2.5 深水立管屈曲扩展的数值模拟分析
3.3 小结
4. 新型SCR立管触地段的设计与分析
4.1 新型SCR立管触地段的设计方法
4.1.1 SCR立管设计方法
4.1.2 新型SCR立管触地段设计实例
4.2 新型SCR立管触地段的径向屈曲及屈曲扩展分析
4.2.1 新型SCR立管触地段的压溃屈曲分析
4.2.2 联合载荷作用下的新型SCR立管触地段的径向屈曲分析
4.2.3 新型SCR立管触地段的屈曲扩展分析
4.3 新型SCR立管触地段的动力响应分析
4.3.1 SCR立管动力响应分析的基本理论
4.3.2 SCR立管动力响应分析的环境数据
4.3.3 SCR立管触地段的动力响应分析结果及对比
4.4 新型SCR管触地段的疲劳分析
4.4.1 环境载荷及S-N曲线的选取
4.4.2 深水SCR立管的振动模态分析
4.4.3 SCR立管的涡激振动疲劳损伤计算
4.4.4 SCR立管触地段的涡激振动疲劳分析结果及对比
4.5 小结
5 结论与展望
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3883655
【文章页数】：146 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
CONTENTS
图表目录
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 深水立管系统
1.2.2 应力接头的设计与分析
1.2.3 深水立管的径向屈曲与屈曲扩展
1.2.4 钢悬链线立管触地段
1.3 本文主要研究内容与研究思路
2 应力接头的设计与分析
2.1 设计原理及设计方法
2.1.1 设计原理
2.1.2 设计方法
2.1.3 设计实例
2.2 参数敏感性分析
2.2.1 设计参数αj的影响
2.2.2 顶部张紧力T0的影响
2.3 设计结构的分析和校核
2.3.1 设计结构的合理性
2.3.2 设计结果的准确性
2.4 含应力接头的立管系统动力响应分析
2.4.1 基础数据
2.4.2 动力响应分析结果
2.5 含应力接头的立管系统疲劳分析
2.5.1 短期涡激振动疲劳分析
2.5.2 长期涡激振动疲劳分析
2.6 应力接头设计软件
2.6.1 应力接头设计软件的结构及工作流程
2.6.2 应力接头设计软件的相关界面
2.7 小结
3. 深水钢质立管的径向屈曲及屈曲扩展研究
3.1 深水立管的径向屈曲及屈曲扩展理论
3.1.1 理想立管压溃屈曲分析的经典理论
3.1.2 含缺陷立管压溃屈曲分析的经典理论
3.1.3 屈曲扩展的经典理论
3.2 深水立管的径向屈曲及屈曲扩展研究
3.2.1 深水立管模型的建立
3.2.2 想深水立管的压溃屈曲分析
3.2.3 具有初始椭圆度深水立管压的溃屈曲分析
3.2.4 联合载荷作用下理想深水立管的径向屈曲分析
3.2.5 深水立管屈曲扩展的数值模拟分析
3.3 小结
4. 新型SCR立管触地段的设计与分析
4.1 新型SCR立管触地段的设计方法
4.1.1 SCR立管设计方法
4.1.2 新型SCR立管触地段设计实例
4.2 新型SCR立管触地段的径向屈曲及屈曲扩展分析
4.2.1 新型SCR立管触地段的压溃屈曲分析
4.2.2 联合载荷作用下的新型SCR立管触地段的径向屈曲分析
4.2.3 新型SCR立管触地段的屈曲扩展分析
4.3 新型SCR立管触地段的动力响应分析
4.3.1 SCR立管动力响应分析的基本理论
4.3.2 SCR立管动力响应分析的环境数据
4.3.3 SCR立管触地段的动力响应分析结果及对比
4.4 新型SCR管触地段的疲劳分析
4.4.1 环境载荷及S-N曲线的选取
4.4.2 深水SCR立管的振动模态分析
4.4.3 SCR立管的涡激振动疲劳损伤计算
4.4.4 SCR立管触地段的涡激振动疲劳分析结果及对比
4.5 小结
5 结论与展望
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3883655
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3883655.html
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