海上漂浮输油管组整体动态力学性能研究

发布时间：2020-11-08 22:39

　　 海上漂浮输油软管是海上原油传输的重要设备,其可靠性对原油安全输送有重要影响。软管在波浪载荷作用下,会产生很大的弯曲和拉伸变形,存在着折裂、接头松脱甚至拉断的风险。因此对管组在极端海况下整体力学性能的研究,保证管组在连接浮筒与穿梭油轮时安全可靠的作业,成为当前急需解决的问题。本文主要针对海上漂浮输油管组在位工况下(软管一端连接浮筒,另一端连接穿梭油轮)的整体动态力学性能进行分析。首先,根据管组受力情况,选择合适的波浪理论,首次提出了基于弹性地基梁的管组微分振动方程;其次,将软管参数、极端海洋环境参数、与软管相连接的浮筒和油轮耦合激励参数等作为整体分析的输入条件,利用解析法对漂浮软管进行整体动态性能分析,获得在五十年一遇海况中,在法兰影响下管组各截面在竖直平面内的位移以及弯矩的大小分布:管组靠近浮筒处发生较大位移,随着管组方向位移变化逐渐趋于平缓,在波浪载荷作用下管组的竖直位移曲线呈三角函数趋势,管组的最大弯矩多发生在浮筒和油轮连接处,每个法兰接口处弯矩都发生了突变;最后,利用Orcaflex软件对浮筒、漂浮软管、油轮进行整体建模分析,提取管组各截面的位移以及弯矩、轴力、剪力的大小,通过对比验证了解析法的可行性。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE973.92
【部分图文】：

图 1.1 2001 年-2015 年中国石油进口依存度Fig. 1.1 Chinese oil import dependency in 2001-2015，我国对石油资源有较高的对外依存度，当国际秩运输会遭到严峻的挑战。据预测，到 2020 年我国，为了节约海上原油的运输成本，我国通常采用大了满足对原油及天然气需求的增长，我国不仅需要大量的海上漂浮输油软管配合油轮进行装卸油。海、东海进行了大量的石油天然气勘探和开采，上漂浮软管也是必不可少的设备。在海上油田进行外输作业时，主要应用于 FPSO、环节之中，在军事上，海上漂浮软管运用于舰船油船的装卸油[6]。属于易耗品，软管在没有维修的状况下平均使用要更换一次。随着海上油田数目的增加，海上原油的需求量也成倍的增加。由于海上漂浮软管的特

第 1 章 绪论标准长度一般为 10.67m[7]。图 1.2 首管、主管、尾管、围栏管Fig. 1.2 first off、main、tail、tanker hose浮输油软管的材料是由橡胶、帘布以及加强钢筋和其他非于单层漂浮输油软管而言，一般包括了 9 层结构（如图 1.3）胶层、缓冲层、第一帘布加强层、填充橡胶、钢筋骨架、第浮层、橡胶覆盖层[8]。

对于单层漂浮输油软管而言，一般包括了 9 层结构（如图 1.3），由内向别为：内胶层、缓冲层、第一帘布加强层、填充橡胶、钢筋骨架、第二帘布层胶层、漂浮层、橡胶覆盖层[8]。图 1.3 漂浮软管各层结构Fig. 1.3 Each layer structure of floating hose海上漂浮软管的工作情况如图 1.4 所示[9]。
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本文编号：2875462