海底管道懸跨處理灌漿式鋪袋裝置研究.pdf

1、海底管道是海洋油氣田的生命線，但由于海洋環(huán)境復(fù)雜，鋪設(shè)的海底管道在波浪、海流沖刷及海床地質(zhì)條件等因素的作用下，經(jīng)常出現(xiàn)管道被沖出覆蓋層，形成管道懸跨。懸跨不僅使管道要承受更大的附加彎矩載荷，而且容易在水流作用下造成渦激共振，加速管道破壞，所以在懸跨形成并達到最大允許長度前，需要及時采取措施進行治理。
　　本課題來源于天津中海油工程設(shè)計有限公司科技專項“海底管道懸跨監(jiān)測及處理技術(shù)研究”的子課題——海底管道懸跨處理裝置研究開發(fā)。目的是

2、在選擇的管道懸跨處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種海底管道懸跨處理裝置，自動完成海底管道懸跨的治理工作。
　　本文對影響海底管道懸跨形成的因素及國內(nèi)外海底管道懸跨處理技術(shù)進行了介紹，通過對各類懸跨處理技術(shù)的分析對比，并結(jié)合課題的設(shè)計要求，最終確定選用灌漿袋支撐法進行管道懸跨治理，提出了海底灌漿式鋪袋裝置的總體設(shè)計方案。
　　鑒于灌漿袋是治理方案中最重要的承載部件，采用莫里森法對灌漿袋支撐結(jié)構(gòu)在水下工作時的波流載荷特性進行了分析，建立

3、了灌漿袋受力分析模型，分析了各類要素對其載荷影響的大小，并對灌漿袋支撐結(jié)構(gòu)在最大承載情況下的穩(wěn)定性進行了分析，同時設(shè)計了灌漿袋的二次填充結(jié)構(gòu)，分析了其沖刷規(guī)律，為海下應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ)。
　　本文對海底灌漿式鋪袋裝置的主體結(jié)構(gòu)進行了詳細設(shè)計，并對各機構(gòu)關(guān)鍵部件的承載能力進行了分析計算，然后利用有限元軟件對其強度進行了校核。針對零部件應(yīng)力集中的問題，對部分結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，并在結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，對支撐鎖緊機構(gòu)的運動性能進行了仿真分析