深海托管架概念設(shè)計(jì)要素研究.pdf

1、海底管線是保證油氣田正常運(yùn)轉(zhuǎn)的生命線，從1950s年第一條海底管道的鋪設(shè)以來(lái)，隨著海上油氣田開(kāi)發(fā)的不斷深入，對(duì)管道鋪設(shè)水深的要求也在不斷增加。盡管從世界范圍來(lái)看，海底管線鋪設(shè)已經(jīng)達(dá)到接近3000m，但我國(guó)的現(xiàn)狀仍然停留在水深小于150m的情況。為了開(kāi)發(fā)我國(guó)南海豐富的深水油氣資源，發(fā)展深水管道鋪設(shè)技術(shù)就成了我國(guó)當(dāng)前海洋技術(shù)的重點(diǎn)之一。 深水鋪管一般采用鋪管船法，主要形式為S型鋪設(shè)和J型鋪設(shè)，盡管一度認(rèn)為J型適應(yīng)于深水鋪設(shè)，但S型鋪

2、設(shè)具有的鋪設(shè)速度快、同時(shí)適應(yīng)深水和淺水水域等優(yōu)點(diǎn)，隨著近年來(lái)工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，S型管線鋪設(shè)的水深也在不斷增加，目前鋪設(shè)水深記錄就是采用S型鋪設(shè)方法(截至2005年)。可以預(yù)見(jiàn)，S型鋪設(shè)將成為深水管道鋪設(shè)技術(shù)的趨勢(shì)。 托管架為S型鋪設(shè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用是控制管道脫離船體的曲率，研究適用于深水的托管架，對(duì)于提升鋪設(shè)水深、鋪設(shè)速度、鋪設(shè)安全都有很大的影響。以往針對(duì)S型鋪設(shè)的研究中，往往將托管架理想化為邊界條件處理，這一方面影響

3、了鋪設(shè)分析的準(zhǔn)確性，另一方面也無(wú)法對(duì)托管架進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文首先給出了管線鋪設(shè)在托管架設(shè)計(jì)中的重要意義，然后給出了托管架的三種形式，然后從管線鋪設(shè)的基本方程出發(fā)，提取托管架設(shè)計(jì)的概念要素，給出了托管架設(shè)計(jì)的邏輯框圖。最后針對(duì)我國(guó)目前正在建造的某深水托管架工程實(shí)例進(jìn)行概念要素提取，運(yùn)用ABAQUS有限元軟件建立分析模型，詳細(xì)討論了概念要素變化對(duì)管線鋪設(shè)的影響，最后為進(jìn)一步建造深水托管架或升級(jí)現(xiàn)有托管架提出了建議。文章的最后給出了本文主要結(jié)論并