隨著人類對能源需求的日益增加,深水油氣的開采是海洋工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。非粘合柔性立管在深海油氣開發(fā)中已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用,它自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其在具有高拉伸剛度的同時(shí)具有較大的柔性,避免了在深海環(huán)境中由于渦激振動產(chǎn)生的疲勞損傷,同時(shí)能夠有效地降低應(yīng)力水平。 在非粘合柔性立管的有限元分析中,一般采用體單元建立數(shù)值分析模型,此類方法具有較高的計(jì)算精度,能夠真實(shí)的模擬非粘合柔性立管的力學(xué)行為,但是計(jì)算規(guī)模大,耗費(fèi)時(shí)間長。本文在現(xiàn)有研究工作的基礎(chǔ)上,采用梁-殼單元組合模型,通過對非粘合柔性立管中關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)(抗拉鎧裝層截面抗拉剛度和鋼帶的螺旋角)的研究,確定了合理的非粘合柔性立管設(shè)置方案；在此基礎(chǔ)上,通過OrcaFlex評估了百年一遇風(fēng)暴條件下非粘合柔性立管的強(qiáng)度性能,其目的是校核由局部分析設(shè)定的非粘合柔性立管方案是否滿足規(guī)范要求。 在局部模型的分析中,本文提出了使用梁-殼單元組合模型模擬非粘合柔性立管的計(jì)算方法,并探討了非粘合柔性立管在張緊力、彎矩以及扭矩的聯(lián)合作用下,非粘合柔性立管中抗拉鎧裝層螺旋鋼帶的截面抗拉剛度、螺旋角度以及內(nèi)壓等因素對其的力學(xué)性能的影響,并得到如下結(jié)論： 1)螺旋...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1非粘合柔性立管的各種用途Fig1.IV碩oususesofunbondedfiexiblerisers在深水環(huán)境中，非粘合柔性立管的應(yīng)用則更加廣泛

圖1.1非粘合柔性立管的各種用途Fig1.IV碩oususesofunbondedfiexiblerisers在深水環(huán)境中，非粘合柔性立管的應(yīng)用則更加廣泛。通常被用于連接海底管海面的浮式生產(chǎn)儲油設(shè)施(浮式平臺，F(xiàn)PSO等)，同時(shí)承受上部浮體隨波動而引起的循環(huán)高強(qiáng)度載荷，以及海流力....

圖2.1典型的立管遲滯效應(yīng)曲線

此時(shí)摩擦力恰好能夠保證螺旋鋼帶不會發(fā)生相對滑動。超過此臨界點(diǎn)，螺旋鋼帶將會發(fā)生逆向的滑動，柔性立管的曲率減小，立管的彎曲剛度(包絡(luò)線的斜率)也隨之降低。如圖2.1中DE段所示。當(dāng)曲線到達(dá)E點(diǎn)時(shí)，此時(shí)施加于立管的彎矩為0，但是立管的曲率卻不為O。當(dāng)曲率反向進(jìn)一步增加時(shí)，立管的彎矩和....

圖2.2OrcaFlex中用于計(jì)算的滯回曲線

圖2.2OrcaFlex中用于計(jì)算的滯回曲線Fig2.2HysteresiscurveforealeulationinOreaFlex所示，AC段曲線首先被分為n+l個(gè)點(diǎn)(xi，yi)，i二0，1，2，，yi為彎矩。第一個(gè)點(diǎn)(x。，y。)的值必須為(0，0)。假個(gè)點(diǎn)之間的曲線為直....

圖2.3彎曲載荷下螺旋鋼帶單元受力示意圖

圖2.3彎曲載荷下螺旋鋼帶單元受力示意圖Fig2.3Illustrationofhelixtapeelementunderbendingmoment取一個(gè)鋼帶微段de，對其進(jìn)行分析。其A表面的軸力為:N0=丑搜“其中A為單根鋼帶的截面積。作用在B表面的軸力為:(2.10)、，一J....

本文編號：3892360