淺水-深水管道鋪設(shè)安裝力學(xué)相關(guān)問題研究.pdf

1、海底管道被稱為海洋油氣資源的運(yùn)輸生命線，是進(jìn)行油氣資源開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將油氣管道安全、可靠地鋪設(shè)至海底，是其后期能夠正常在位運(yùn)行的基礎(chǔ)。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性，在鋪設(shè)過程中影響管道安全的因素眾多，特別是，管道鋪設(shè)實(shí)際為一動(dòng)態(tài)過程，其涉及船體、鋪設(shè)裝備和管道之間的復(fù)雜耦合相互作用。為保證海底管道順利鋪設(shè)安裝，系統(tǒng)地開展淺水/深水管道鋪設(shè)研究不僅對(duì)管道安裝力學(xué)學(xué)科的相關(guān)發(fā)展，同時(shí)也對(duì)實(shí)際海洋鋪管工程的技術(shù)支持具有一定的意義。針對(duì)上述背景，本文

2、開展的主要研究工作如下:
　　首先，針對(duì)淺水大口徑薄壁管道鋪設(shè)過程中鋪管船的系泊問題展開研究。在進(jìn)行淺水管道鋪設(shè)時(shí)鋪管船需要錨泊系統(tǒng)的牽引，但移錨操作時(shí)錨泊系統(tǒng)的安全性會(huì)降低，對(duì)于管道鋪設(shè)會(huì)有影響。此時(shí)一般采用帶有混凝土配重層的大口徑薄壁管道，由于單位自重較大，在鋪設(shè)時(shí)為保證管道應(yīng)力安全，錨泊系統(tǒng)的安全性很重要。這部分內(nèi)容系統(tǒng)總結(jié)了系泊分析的理論及方法，以某淺水鋪管船為模型展開移錨時(shí)的系泊系統(tǒng)安全性研究，為管道鋪設(shè)提供前期的安全保

3、障。
　　其次，對(duì)管道鋪設(shè)時(shí)的相關(guān)力學(xué)問題進(jìn)行了研究，分析探討了對(duì)淺水管道鋪設(shè)的影響因素并建立合適的鋪設(shè)分析流程，基于應(yīng)力控制準(zhǔn)則來評(píng)判淺水管道鋪設(shè)安全，得到了可用的計(jì)算分析流程。當(dāng)進(jìn)行深水管道鋪設(shè)時(shí)，在鋪設(shè)前需進(jìn)行詳細(xì)分析，尤其是深水鋪設(shè)時(shí)管道會(huì)受到巨大的外荷載，上彎段管道的應(yīng)力應(yīng)變會(huì)較高或已超過許用值，如何能夠研究管道在實(shí)際鋪設(shè)中的受力狀態(tài)是難點(diǎn)。對(duì)深水和超深水的管道鋪設(shè)進(jìn)行理論與軟件的對(duì)比分析研究，基于此建立了可靠的鋪設(shè)模型