鋼懸鏈線立管觸地段管土作用研究.pdf

1、隨著石油需求的膨脹和海洋石油開采技術的不斷發(fā)展，海洋油氣資源的勘探開發(fā)不斷向深水以及超深水進軍，深海油氣開發(fā)已經(jīng)成為今后全球石油戰(zhàn)略的重要前沿陣地。為適應這一形勢，鋼懸鏈線立管(SteelCatenaryRiser，SCR)得到了廣泛的應用。
　　鋼懸鏈線立管由懸垂段和觸地段組成。在海洋環(huán)境載荷和頂端平臺運動的情況下，立管觸地段也隨之產(chǎn)生運動，從而導致立管觸地段與海床不斷的相互作用。鋼懸鏈線立管觸地段管土相互作用對立管的結構強度和

2、疲勞壽命影響非常大，因而鋼懸鏈線立管觸地段管土相互作用一直是近年來國際海洋工程界研究的熱點。
　　本文從鋼懸鏈線立管的整體分析出發(fā)，并結合鋼懸鏈線立管觸地段的局部分析;分別對鋼懸鏈線立管觸地段管土作用模型、立管觸地段管土相互作用過程及立管觸地段管土相互作用參數(shù)分析等方面進行了探討。取得的主要研究成果如下:
　　(1)通過模擬安裝過程獲得鋼懸鏈線立管的整體初始靜平衡形態(tài)。由于懸鏈線解法未考慮鋼懸鏈線立管的彎曲剛度，因此通過模擬

3、安裝過程法得到的鋼懸鏈線立管靜平衡形態(tài)更接近于立管實際的靜平衡形態(tài)。在此基礎上對鋼懸鏈線立管進行整體靜力和動力分析，結果表明立管頂端懸掛區(qū)及觸地點區(qū)域存在著高應力和很大的交變載荷，易于疲勞破壞。因此立管頂端懸掛區(qū)及觸地點區(qū)域在設計及分析中需要足夠的重視，是研究分析的重點。
　　(2)闡述了鋼懸鏈線立管觸地段管土作用P-y曲線模型。采用ABAQUS中的顯式有限元法模擬立管觸地段管土相互作用過程，并與NGI管土作用實驗數(shù)據(jù)進行了對比，