鋼懸鏈線立管觸地段管土作用研究.pdf

1、隨著石油需求的膨脹和海洋石油開采技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋油氣資源的勘探開發(fā)不斷向深水以及超深水進(jìn)軍，深海油氣開發(fā)已經(jīng)成為今后全球石油戰(zhàn)略的重要前沿陣地。為適應(yīng)這一形勢(shì)，鋼懸鏈線立管(SteelCatenaryRiser，SCR)得到了廣泛的應(yīng)用。
　　鋼懸鏈線立管由懸垂段和觸地段組成。在海洋環(huán)境載荷和頂端平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的情況下，立管觸地段也隨之產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致立管觸地段與海床不斷的相互作用。鋼懸鏈線立管觸地段管土相互作用對(duì)立管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和

2、疲勞壽命影響非常大，因而鋼懸鏈線立管觸地段管土相互作用一直是近年來(lái)國(guó)際海洋工程界研究的熱點(diǎn)。
　　本文從鋼懸鏈線立管的整體分析出發(fā)，并結(jié)合鋼懸鏈線立管觸地段的局部分析;分別對(duì)鋼懸鏈線立管觸地段管土作用模型、立管觸地段管土相互作用過(guò)程及立管觸地段管土相互作用參數(shù)分析等方面進(jìn)行了探討。取得的主要研究成果如下:
　　(1)通過(guò)模擬安裝過(guò)程獲得鋼懸鏈線立管的整體初始靜平衡形態(tài)。由于懸鏈線解法未考慮鋼懸鏈線立管的彎曲剛度，因此通過(guò)模擬

3、安裝過(guò)程法得到的鋼懸鏈線立管靜平衡形態(tài)更接近于立管實(shí)際的靜平衡形態(tài)。在此基礎(chǔ)上對(duì)鋼懸鏈線立管進(jìn)行整體靜力和動(dòng)力分析，結(jié)果表明立管頂端懸掛區(qū)及觸地點(diǎn)區(qū)域存在著高應(yīng)力和很大的交變載荷，易于疲勞破壞。因此立管頂端懸掛區(qū)及觸地點(diǎn)區(qū)域在設(shè)計(jì)及分析中需要足夠的重視，是研究分析的重點(diǎn)。
　　(2)闡述了鋼懸鏈線立管觸地段管土作用P-y曲線模型。采用ABAQUS中的顯式有限元法模擬立管觸地段管土相互作用過(guò)程，并與NGI管土作用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，