海洋柔性管纜水下浮力模塊的設計研究.pdf

1、柔性立管在海底能源開發(fā)中有著無法替代的作用，相比剛性立管，柔性立管具有更好的順應性，可以應用于更惡劣的環(huán)境，適用范圍廣泛。柔性立管在應用過程中通常需要設計相應的線型以提高立管的順應性能，保護立管在位服役的過程中不會因環(huán)境荷載而出現(xiàn)破壞。然而，維持設計線型的關鍵附屬裝備有浮力裝備、彎曲保護裝備、連接裝備等等。在浮力裝備中，分布式浮力模塊是最常用的一種，目前國內(nèi)使用的分布式浮力模塊產(chǎn)品主要依賴進口，尚未實現(xiàn)國產(chǎn)化。而國外公司相關產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展

2、成熟，掌握核心技術。因此，對分布式浮力模塊的研究有助于早日實現(xiàn)該產(chǎn)品的國產(chǎn)化，打破國外壟斷，促進我國海洋工程工業(yè)的發(fā)展。
　　本文主要集中于浮力模塊的基本設計與應用設計，并給出完備的設計流程。文中首先總結了分布式浮力模塊的產(chǎn)品開發(fā)與發(fā)展現(xiàn)狀及其關鍵問題的研究現(xiàn)狀，論證了分布式浮力模塊研究的主要研究內(nèi)容并確定了關鍵研究問題。然后考慮分布式浮力模塊的設計因素，分別對浮力模塊荷載與荷載工況，浮力模塊失效模式進行總結概述，并基于失效模式提

3、出了浮力模塊基本設計準則。文中對浮力模塊的內(nèi)部填充及外部保護材料的材料設計進行了研究，綜合考慮材料性能及應用環(huán)境完成材料選擇;完成了浮力結構尺寸基本設計，對浮力部分結構參數(shù)給出具體計算公式，準確設計浮力部分體積;文章對浮力模塊的應用設計提出具體設計方法，分別針對浮力模塊的分布間距與浮力模塊的應用數(shù)量設計做了研究，浮力模塊的分布設計綜合考慮管道彎曲相應于材料成本確定最佳分布間距;浮力模塊的數(shù)量設計則提出許用漂移域的概念，以漂移域最大值確定