超深水S型铺管的局部变形分析_谢鹏

《超深水S型铺管的局部变形分析_谢鹏》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第36卷第1期哈尔滨工程大学学报Vol．36№．12015年1月JournalofHarbinEngineeringUniversityJan．2015超深水S型铺管的局部变形分析谢鹏，岳前进，岳秀峰，吴新伟，赵岩(大连理工大学工业装备结构分析国家中点实验室，辽宁大连116023)摘要:为了研究超深水S型海底管道铺设时管道截面的局部变形及应力分布，以“海洋石油201”铺管船为例，首先建立“铺管船－托管架－管道－海底”的整体铺管模型，计算托辊支撑处管道承受的荷载组合:弯矩、轴力、剪力和托辊反力。再建立“托辊－管道”相互作用的局部精细有限元模型，计算了上弯段管道截面的局部变形和应力分布。研

2、究结果可为超深水大口径S型铺管船的极限铺设能力分析提供参考。关键词:S型铺管法;超深水铺设;托辊反力;局部塑性变形;管道截面;有限元分析doi:10．3969/j．issn．1006-7043．201312017网络出版地址:http://www．cnki．net/kcms/detail/23．1390．U．20141205．1508．016．html中图分类号:P751文献标志码:A文章编号:1006-7043(2015)01-0088-04Localdeformationanalysisofultra-deepwaterS-layoperationXIEPeng，YUEQianji

3、n，YUEXiufeng，WUXinwei，ZHAOYan(StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract:Inordertostudythelocaldeformationofthepipecross-sectionandstressprofileduringultra-deepwaterS-layoperation，thepresentpaperbuildsa"vessel-stinger-pip

4、e-seabed"HYSY201modeltocalculatethecom-binedloadingsofoverbendpipeatthesupportingroller:bendingmoment，axialforce，shearforceandrollerreac-tionforce．Thenalocallyrefined"pipe-roller"interactedFEMmodelwasconstructedwithAbaqustoobtainthecross-sectionalstressprofileandstraindistributionoftheupperbentp

5、ipe．Theresultscanofferreferencesforanaly-sisoftheS-layoperationofdeepwaterlargediameterpipeunderextremeconditions．Keywords:S-lay;ultra-deepwaterpipelay;rollerreactionforce;localplasticdeformation;pipecross-section;fi-niteelementmodelS型铺管法是海底管道铺设中的一种重要方法，石油201”号铺管船为例，首先建立海底管道铺设的整铺管系统主要由铺管船船体、张紧器和

6、托管架3部分体分析模型，计算管道截面承受的弯矩、轴力、剪力和［1-2］组成，因铺设时其线型类似S而得名。铺管作业托辊反力的荷载组合;再基于壳单元建立精细的时，预制的短节管道(约12m/kn)在铺管船焊站上经“托辊－管道”耦合作用的精细有限元模型进行管道的焊接制成连续管道后，通过无损检测、张紧器等设备，局部变形分析，获得管道截面上的局部变形。沿托管架滑入水中。在上弯段，管道承受托管架弯曲、1S型铺设整体分析管道轴向拉力和托辊反力的耦合作用。在风、浪、流等环境荷载的作用下，铺管船运动亦将引起管道应力应1．1模型建立［3-4］S型海底管道铺设系统如图1所示，本文基于Or-变的增加。在浅水铺管

7、时，由于水深浅，托辊反力小，管道在上弯段的变形较小。然而在超深水海管铺caflex软件建立”铺管船－托管架－管道－海底“的耦合设时，管道的总重量通常达数百吨，托辊反力急剧增模型。铺设水深为2km，船体信息如表1。其中，托管加，管道在上弯段发生局部塑性变形和弯矩集中。在架由3节主杆单元组成，总长88m，曲率半径为90m，现有的研究中，一般将管道简化为大变形的梁单元进上部布置10个“V”型托辊。管道外径为16英寸行分析，如戴英杰［5］、党学博［6］