深海钢悬链线立管与海底土体相互作用研究

发布时间：2019-08-09 16:49

【摘要】：随着全球油气供应日益紧张,全世界各国都开始对深海油气田进行开发。钢悬链线立管(SCR)被广泛的应用在深海油气田开采过程中,但目前国内外对深海SCR研究还处于起步阶段。相比于其他立管形式,SCR立管具有很强的抗弯和抗扭转能力,且造价低,铺设方便。在复杂的海洋坏境下,SCR立管与海底土体相互作用区域对立管的疲劳破坏有重大的影响。研究发现深海海床土体一般为非线性软粘土,在海洋波浪等循环荷载作用下,立管与海床的相互作用会使土体发生弹塑性变形,立管在相互作用区域容易发生疲劳破坏。因此对立管与海底土体相互作用的研究对SCR疲劳分析有极其重要的意义。本文应用有限元软件OrcaFlex对SCR与海床土体之间的相互作用进行数值模拟。在OrcaFlex中建立管土相互作用模型,海床土体选用非线性弹性土,根据国外实验所得到的立管与海床土体相互作用的P-y曲线模拟海底土体刚度,分析立管与海床土体相互作用过程。SCR在实际情况下受到不同的波浪荷载作用,本文主要研究不同的波浪荷载对管土相互作用的影响。结果表明,在循环周期波浪荷载作用下,立管入土深度逐渐增加,触地区域立管受到弯矩变化很大,是立管发生疲劳破坏的主要原因;立管的弯矩会随着波高的增加而增大,且当波浪周期处于SCR的自振周期附近时,立管在触地段的弯矩会达到极值;本文还研究了土体的剪切模量、水深等对管土作用的影响。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE952

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本文编号：2524899