發(fā)布時(shí)間：2021-01-02 17:21

　　深海環(huán)境復(fù)雜，這必然對(duì)深水油氣開發(fā)設(shè)備的要求有了質(zhì)的提高，在這些必不可少的油氣開發(fā)設(shè)備中，深水立管是連接海底與海面作業(yè)平臺(tái)的關(guān)鍵設(shè)備。在復(fù)雜的海洋環(huán)境中，造成立管疲勞破壞的主要因素是海流引起的渦激振動(dòng)（VIV），如果立管發(fā)生疲勞破壞，不但會(huì)影響巨大的經(jīng)濟(jì)利益，還會(huì)使油氣泄露，導(dǎo)致爆炸火災(zāi)甚至造成海洋環(huán)境的污染。所以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)深水立管的渦激振動(dòng)響應(yīng)具有極其重要的意義。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)深水立管渦激振動(dòng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用立管模型試驗(yàn)、理論推導(dǎo)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，提出了深水立管渦激振動(dòng)非線性分析模型，并對(duì)深水頂張力立管渦激振動(dòng)的響應(yīng)及強(qiáng)度進(jìn)行研究。首先，基于課題組模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)理論渦脫頻率與管道的固有頻率不一致時(shí)，作用在振蕩管道上的渦激力并非簡(jiǎn)諧擾力，而是具有一定帶寬的窄帶隨機(jī)擾力，所以管道的渦激振動(dòng)響應(yīng)是一個(gè)隨機(jī)過程，由此考慮到立管渦激振動(dòng)過程中流體與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用，將熟知的渦激力模型進(jìn)行修正，并將該修正的渦激力模型應(yīng)用于深水立管的渦激振動(dòng)響應(yīng)分析，提出考慮流固耦合的深水立管非線性渦激振動(dòng)時(shí)域分析模型，編制了相應(yīng)的深水立管動(dòng)力響應(yīng)分析程序TTRTD1.0，研究了服役于... 

【文章來源】：中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

我國(guó)的深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”

深海油氣的開發(fā)，主要使用的浮體結(jié)構(gòu)有：FPSO 浮式生產(chǎn)系統(tǒng)（如圖 1-2（a））、半潛式鉆井平臺(tái)（如圖 1-2（b））、張力腿平臺(tái)（如圖 1-2（c））和 Spar平臺(tái)（如圖 1-2（d））。（a）FPSO 浮式生產(chǎn)系統(tǒng) （b）半潛式鉆井平臺(tái)

根據(jù)深水立管的結(jié)構(gòu)形式，深水立管可分為：鋼懸鏈線立管（SCR）、頂張力立管（TTR），惰性 S 立管，陡峭型 S 立管，惰性波浪立管、陡峭型波浪立管等[3]，由于這些立管長(zhǎng)細(xì)比較大剛性小，可視為柔性立管，本文的研究對(duì)象主要是頂張力立管，圖 1-3 給出了主要應(yīng)用于張力腿平臺(tái)和 Spar 平臺(tái)的頂張力立管。圖1-4 給出了比較常用的頂張力立管和鋼懸鏈線立管的結(jié)構(gòu)圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮流固耦合的大柔性圓柱體渦激振動(dòng)非線性時(shí)域模型[J]. 黃維平,劉娟,唐世振.  振動(dòng)與沖擊. 2012(09)
[2]大柔性圓柱體兩自由度渦激振動(dòng)試驗(yàn)研究[J]. 黃維平,曹靜,張恩勇,唐世振.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[3]均勻來流中大長(zhǎng)徑比深海立管渦激振動(dòng)特性[J]. 蔡杰,尤云祥,李巍,時(shí)忠民,曲衍.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2010(01)
[4]參數(shù)激勵(lì)下深海立管動(dòng)力特性研究[J]. 楊和振,李華軍.  振動(dòng)與沖擊. 2009(09)
[5]海底管道懸跨段流致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究及渦激力模型修正[J]. 黃維平,王愛群,李華軍.  工程力學(xué). 2007(12)
[6]細(xì)長(zhǎng)海洋立管渦激振動(dòng)預(yù)報(bào)模型(英文)[J]. 潘志遠(yuǎn),崔維成,繆泉明.  船舶力學(xué). 2006(03)
[7]階梯狀來流中立管的渦激振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)[J]. 潘志遠(yuǎn),崔維成,劉應(yīng)中.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[8]海洋輸液立管渦激振動(dòng)響應(yīng)及其疲勞壽命研究[J]. 郭海燕,傅強(qiáng),婁敏.  工程力學(xué). 2005(04)
[9]海底懸跨管道動(dòng)力響應(yīng)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[J]. 李昕,劉亞坤,周晶,馬恒春.  工程力學(xué). 2003(02)
[10]海底管線管跨段渦激振動(dòng)響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 余建星,羅延生,方華燦.  地震工程與工程振動(dòng). 2001(04)

博士論文
[1]考慮順流向振動(dòng)的深水頂張力立管渦激振動(dòng)分析[D]. 唐世振.中國(guó)海洋大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2953328