淺水-深水管道鋪設(shè)安裝力學相關(guān)問題研究.pdf

1、海底管道被稱為海洋油氣資源的運輸生命線，是進行油氣資源開發(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)實際為一動態(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)研究不僅對管道安裝力學學科的相關(guān)發(fā)展，同時也對實際海洋鋪管工程的技術(shù)支持具有一定的意義。針對上述背景，本文

2、開展的主要研究工作如下:
　　首先，針對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。在進行淺水管道鋪設(shè)時鋪管船需要錨泊系統(tǒng)的牽引，但移錨操作時錨泊系統(tǒng)的安全性會降低，對于管道鋪設(shè)會有影響。此時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，對管道鋪設(shè)時的相關(guān)力學問題進行了研究，分析探討了對淺水管道鋪設(shè)的影響因素并建立合適的鋪設(shè)分析流程，基于應(yīng)力控制準則來評判淺水管道鋪設(shè)安全，得到了可用的計算分析流程。當進行深水管道鋪設(shè)時，在鋪設(shè)前需進行詳細分析，尤其是深水鋪設(shè)時管道會受到巨大的外荷載，上彎段管道的應(yīng)力應(yīng)變會較高或已超過許用值，如何能夠研究管道在實際鋪設(shè)中的受力狀態(tài)是難點。對深水和超深水的管道鋪設(shè)進行理論與軟件的對比分析研究，基于此建立了可靠的鋪設(shè)模型