深水柔性管道骨架層加工力學(xué)研究.pdf

1、能源開發(fā)是關(guān)乎國家安全和經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，海洋中蘊藏豐富的油氣資源，隨著海洋油氣開采產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，油氣資源的開發(fā)從近海逐步發(fā)展向深遠海，浮式生產(chǎn)系統(tǒng)是深水油氣資源開發(fā)的一種常用形式，而在浮式生產(chǎn)系統(tǒng)中，海洋柔性管道是必不可少的介質(zhì)輸送裝備。柔性管道由多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，骨架層是其最內(nèi)層，其結(jié)構(gòu)形式為S型鋼帶互鎖，主要作用為抵抗外壓荷載，隨著油氣資源開發(fā)水深的逐漸增加，對骨架層的要求越來越高，一方面，骨架層由于其結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，加工過程存在較大塑

2、性變形而導(dǎo)致不能精確預(yù)測壓潰行為，另一方面，水深增加要求增加骨架層成型鋼板的厚度，為骨架層的制造過程帶來了很大的挑戰(zhàn)，骨架層制造技術(shù)在國內(nèi)柔性管道產(chǎn)業(yè)一直屬于瓶頸，無法突破。本文以實現(xiàn)柔性管道國產(chǎn)化為目標(biāo)，依托于國家高新技術(shù)研究發(fā)展計劃——深水油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究項目“柔性海底管道關(guān)鍵技術(shù)研究”（2012AA09A212）課題，對深水柔性管道骨架層的制造技術(shù)進行相關(guān)力學(xué)問題的研究。
　　本文首先總結(jié)了柔性管道骨架層的發(fā)展

3、現(xiàn)狀，包括對于骨架層壓潰行為的研究，以及國內(nèi)外柔性管道產(chǎn)業(yè)的骨架層制造能力的發(fā)展現(xiàn)狀，并針對骨架層生產(chǎn)過程的冷彎成型技術(shù)的研究與發(fā)展進行總結(jié);在此基礎(chǔ)上，提取了柔性管道骨架層的簡單力學(xué)模型進行分析，并基于經(jīng)典的冷彎成型設(shè)計理論對骨架層冷彎成型技術(shù)進行初步設(shè)計;接下來對骨架層的成型材料進行了材料實驗，并針對冷彎成型技術(shù)中的核心力學(xué)問題進行簡單的鋼板彎曲實驗;在實驗支持的基礎(chǔ)上，利用ABAQUS有限元模型進行了冷彎成型過程中的相關(guān)參數(shù)的研究