鋼懸鏈線立管觸地區(qū)管土作用研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，對石油天然等化石能源的需求每年成幾何倍數(shù)增長，陸地和近海油氣的開采已經(jīng)不能滿足日益增長的生產(chǎn)和生活需求。近年來，海洋油氣開采技術(shù)迅速革新，海洋油氣開采逐步走向深水（水深500m-1500m）、超深水（水深大于1500m）領(lǐng)域。鋼懸鏈線立管(SCR)作為深水油氣開發(fā)的一種立管選擇，有著良好的環(huán)境適應(yīng)性且成本較低。
　　典型的SCR大致由懸垂段、觸地段、流線段組成。由于上部結(jié)構(gòu)物的運動和海洋環(huán)境載荷的影響，立管

2、觸地點不斷發(fā)生運動，與海床反復(fù)作用，容易造成立管觸地區(qū)的疲勞破壞。觸地區(qū)管土作用機理與該區(qū)域疲勞分析一直是工程界的一個熱點問題。
　　本文首先總結(jié)介紹了近年來國內(nèi)外SCR管土作用數(shù)值分析和試驗研究的進展和所取得的成果以及存在的不足之處。分析了立管所處海況環(huán)境，介紹了波浪、流等海洋載荷對立管以及上部浮體的作用情況，詳細闡述了不同荷載的計算方法;使用ABAQUS與OrcaFlex通過模擬安裝過程的方法得到立管初始靜態(tài)安裝形態(tài)，并與通過

3、傳統(tǒng)懸鏈線理論計算得到的形態(tài)進行對比，分析各種方法的準確性;通過海工專用軟件對立管進行簡單的動態(tài)分析，得出立管的易疲勞區(qū)域;然后介紹了管土作用的數(shù)值模型，對各個參數(shù)進行介紹，以此為基礎(chǔ)，對立管進行整體動態(tài)分析，分析不同參數(shù)，如海床土強度、立管上部浮體所處海況波高等因素對立管貫入海床的深度、貫入最深節(jié)點的位移時程、立管沿長度方向的彎矩、應(yīng)力等的影響;最后，設(shè)計兩套簡單易行的管土作用試驗裝置，進行小尺寸模型試驗，更加直觀的觀察管土作用。第一