浅水/深水管道铺设安装力学相关问题研究
海底管道被称为海洋油气资源的运输生命线,是进行油气资源开发的关键环节。将油气管道安全、可靠地铺设至海底,是其后期能够正常在位运行的基础。由于海洋环境的复杂性,在铺设过程中影响管道安全的因素众多,特别是,管道铺设实际为一动态过程,其涉及船体、铺设装备和管道之间的复杂耦合相互作用。为保证海底管道顺利铺设安装,系统地开展浅水/深水管道铺设研究不仅对管道安装力学学科的相关发展,同时也对实际海洋铺管工程的技术支持具有一定的意义。针对上述背景,本文开展的主要研究工作如下:<br>  首先,针对浅水大口径薄壁管道铺设过程中铺管船的系泊...
海底管道被称为海洋油气资源的运输生命线,是进行油气资源开发的关键环节。将油气管道安全、可靠地铺设至海底,是其后期能够正常在位运行的基础。由于海洋环境的复杂性,在铺设过程中影响管道安全的因素众多,特别是,管道铺设实际为一动态过程,其涉及船体、铺设装备和管道之间的复杂耦合相互作用。为保证海底管道顺利铺设安装,系统地开展浅水/深水管道铺设研究不仅对管道安装力学学科的相关发展,同时也对实际海洋铺管工程的技术支持具有一定的意义。针对上述背景,本文开展的主要研究工作如下:
  首先,针对浅水大口径薄壁管道铺设过程中铺管船的系泊问题展开研究。在进行浅水管道铺设时铺管船需要锚泊系统的牵引,但移锚操作时锚泊系统的安全性会降低,对于管道铺设会有影响。此时一般采用带有混凝土配重层的大口径薄壁管道,由于单位自重较大,在铺设时为保证管道应力安全,锚泊系统的安全性很重要。这部分内容系统总结了系泊分析的理论及方法,以某浅水铺管船为模型展开移锚时的系泊系统安全性研究,为管道铺设提供前期的安全保障。
  其次,对管道铺设时的相关力学问题进行了研究,分析探讨了对浅水管道铺设的影响因素并建立合适的铺设分析流程,基于应力控制准则来评判浅水管道铺设安全,得到了可用的计算分析流程。当进行深水管道铺设时,在铺设前需进行详细分析,尤其是深水铺设时管道会受到巨大的外荷载,上弯段管道的应力应变会较高或已超过许用值,如何能够研究管道在实际铺设中的受力状态是难点。对深水和超深水的管道铺设进行理论与软件的对比分析研究,基于此建立了可靠的铺设模型,可以较为准确地分析管道上弯段的受力状态。
  最后,论文给出了主要结论,并对海底管道铺设下一步可改进的研究工作进行了展望,指出在进行深水和超深水管铺设时,虽然理论与软件解进行了对比分析,具有可靠性,但仍建议进行模型试验或者是与实际的铺设工程对比,从而更好的验证数值模拟,也可更有效的指导工程实际,这对于海底管道的铺设具有非常好的实际意义。
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作者: 刘世龙
学科专业: 工程力学
授予学位: 硕士
学位授予单位: 大连理工大学
导师姓名: 赵岩 岳前进
学位年度: 2016
语 种: chi
分类号: TE973.928
在线出版日期: 2016年11月14日