海洋柔性管道常常懸掛于浮體之下,以立管形式進(jìn)行服役或鋪設(shè)。此時(shí),柔性管道不僅需承受管道自身、內(nèi)部輸送流體以及附屬構(gòu)件的重力、浮力等功能性荷載,還會(huì)受到波浪、流、浮體運(yùn)動(dòng)等環(huán)境荷載的作用,可能出現(xiàn)過(guò)度拉伸、彎曲、疲勞,以及與其他物體碰撞等失效。因此,需要將給定的柔性管道設(shè)計(jì)成一定的幾何形態(tài),布置于水下空間,并借助附屬構(gòu)件對(duì)立管的整體形態(tài)和局部變形進(jìn)行控制,以避免發(fā)生上述失效,此項(xiàng)工作稱(chēng)之為“線(xiàn)型設(shè)計(jì)”。我國(guó)的柔性立管線(xiàn)型設(shè)計(jì)長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外公司,不僅設(shè)計(jì)成本高昂,而且制約了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。在國(guó)家“十二五”863項(xiàng)目——“柔性海底管道關(guān)鍵技術(shù)研究”（2012AA09A212）的支持下,論文系統(tǒng)研究并掌握了柔性立管線(xiàn)型和附屬構(gòu)件基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)分析的理論與實(shí)現(xiàn)方法。柔性立管線(xiàn)型的基本設(shè)計(jì)是確定立管空間布局、整體幾何參數(shù),并對(duì)附屬構(gòu)件提出需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前工程界常用試算法進(jìn)行上述設(shè)計(jì),即依據(jù)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)初步給出上述關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),再針對(duì)各類(lèi)可能失效模式進(jìn)行校核;若設(shè)計(jì)不滿(mǎn)足所有的失效準(zhǔn)則要求,則返回修改設(shè)計(jì)參數(shù),直至獲得可行設(shè)計(jì)。隨著柔性立管應(yīng)用向超深水（水深≥1500m）、極淺水（水深≤50m）不... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：195 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

粘結(jié)型與非粘結(jié)型海洋柔性管道Fig.1.2Bondedandunbondedflexiblemarinepipe

海洋柔性立管設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是需要考慮復(fù)雜的海洋環(huán)境，因此它以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，??主要包含：１）考慮管道制造、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、測(cè)試、安裝、在位作業(yè)、維修等荷載工況（如??圖１．３所示）進(jìn)行的截面設(shè)計(jì)［１４］；?２）基于已有管道，考慮柔性立管的在位服役或安裝工??況，實(shí)現(xiàn)管道安全應(yīng)用的線(xiàn)型設(shè)計(jì)。??來(lái)澤?Ｃｈａｒｌｅｓ?１?ａｙｌｏｒ?ｅｎｅｒｇｙ?ｉｃｃｈｍｐ．ｃｏｎｉ??５５源．ｈｕ丨ｗｉａｎｃｑｕ丨ｐｍｅｎ丨?ｘｏｎｔ?Ｓｔｉｐ．．?４ｍｔＭｃａ．ｃｏｍ??圖１．３柔性立管的制造、存儲(chǔ)、安裝與在位??Ｆｉｇ．?１．３?Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，?ｓｔｏｒａｇｅ，?ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｉｎ－ｓｅｒｖｉｃｅ?ｏｆ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ｒｉｓｅｒｓ??柔性立管線(xiàn)型設(shè)計(jì)主要任務(wù)是設(shè)計(jì)管道在水下空間的布局與幾何參數(shù)，并通過(guò)施加??一定浮力附件使形成一段或多段懸鏈線(xiàn)的松馳形態(tài)，通過(guò)順應(yīng)浮體運(yùn)動(dòng)來(lái)避免柔性管道??發(fā)生拉斷、過(guò)度彎曲、屈曲等失效。常用的柔性立管線(xiàn)型有如下五種：自由懸鏈線(xiàn)型（ｆｉｅｅ??ｈａｎｇｉｎｇ?ｃａｔｅｎａｒｙ）、緩波型（ｌａｚｙｗａｖｅ）、陡波型（ｓｔｅｅｐｗａｖｅ）、緩Ｓ?型（ｌａｚｙ?Ｓ）和??陡Ｓ型（ｓｔｅｅｐＳ）?［１３］。此外，順應(yīng)波型（ｐｌｉａｎｔ?ｗａｖｅ）也是常見(jiàn)線(xiàn)型，例如中國(guó)南海流??花ＩＩ一?１平臺(tái)下的立管線(xiàn)型［１５］。顯然，不同的線(xiàn)型使用了不同的附屬構(gòu)件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“附??件”）來(lái)提供浮力和約束。??－３－??

ＦｒｅｅＨｎｎｇｍｇ?Ｌａｚ，?Ｗａｖｅ?Ｓｔｅｅｐ?＾?ａｖｅ??Ｃａｔｅｎａｒｙ??．鬥??７?ｉ￣￣ｉ?．嚴(yán)￣￣７?ｒ－ｉ?＿．？?１??ｍｕ—??Ｌｎｚｙ－Ｓ?Ｓｔｅ＾ｐ－Ｓ?ＰＵａｎｒ?Ｗａｖｅ！??圖１．４柔性立管的常見(jiàn)線(xiàn)型［１６］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ｒｉｓｅｒｓ??浮力附件（通常稱(chēng)為“浮筒”）一般有分布式和集中式兩類(lèi)。分布式浮筒用于形形態(tài)線(xiàn)型，一般使用聚氨酯泡沫或環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合泡沫材料提供浮力，在深水應(yīng)用時(shí)玻璃微珠増強(qiáng)其承壓能力［１７，１Ｓ］。集中式浮筒用于形成Ｓ形線(xiàn)型，其浮力主要由金屬制成的浮力艙或復(fù)合泡沫材料制成的浮力模塊提供［１９］�？梢哉f(shuō)，浮筒是從整體上改管線(xiàn)型的關(guān)鍵附件。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3582006