深海钢悬链线立管的分析与设计

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1、哈尔滨T.程大学硕士学位论文■lpill__Y1437925哈尔滨T.程大学硕士学位论文分类号：ubc：密级:编号:哈尔滨T.程大学硕士学位论文哈尔滨T.程大学硕士学位论文工学硕士学位论文哈尔滨T.程大学硕士学位论文深海钢悬链线立管的分析与设计硕士研究生：葷永强指导教师：孙130萍教授学科级别：工学硕士学科、专业：港口、海岸及近海T程所在单位：船舶工程学院论文提交曰期：2008年2月29曰论文答辩曰期-2008年3月6日学位授予单位：哈尔滨工程大学哈尔滨T.程大学硕士学位论文摘要近年来，深海石油和天然气的勘探和开发活动已经如火如荼，全球的

2、海洋石油工业正在更深的海域建造生产开发设备、广泛采用新兴技术并极大地促进了现有技术的发展。这是海洋石油和天然气工业发展的总趋势。中国的海洋石油工业亦是如此，近期勘探活动表明，在南海500m水深处发现了石油天然气资源的存在。南海从500m到2,500m水深范围，将有12个区块进行联合勘探和开发。不管海洋工程领域的发展采用什么形式的浮式设备，总会需要立管系统，它是海洋石油装备的重要组成部分。某种程度上，立管是更为复杂和关键的设备。钢悬链线立管被认为是深水立管中有效解决成本问题的设计方案，并被广泛的使用。有人断言，随着水深的增加，钢悬链线立管将

3、是最为经济的选择，其工作水深甚至可以达到10,000英尺。本文以钢悬链线立管为例，进行立管的整体设计和分析工作。其中包括立管的管壁厚度设计与校核、强度分析、运动疲劳分析和祸激振动疲劳分析等几项工作：1.管壁厚度的设计和校核依据美国石油协会规范APIRP2RD进行；2.使用EXCEL计算程序和大型有限元分析软件ABAQUS分别对立管进行静态强度分析和动态强度分析；3.在进行运动疲劳分析时，先由ABAQUS软件计算立管的动态响应，再利哈尔滨T.程大学硕士学位论文用雨流计数法对应力一时间历程曲线进行处理，最终计算得到立管的运动疲劳寿命；1.使用

4、SHEAR7软件计算立管的祸激振动疲劳寿命。通过以上计算和分析工作，本文得出了结论，选定的设计方案是可靠的。关键词：深海：钢悬链线立管：强度分析：疲劳分析ABSTRACTInrecentyears,theexplorationandproductionactivityofoffshoreoilandgasindustryindeepwaterisnumerous.Globaloffshoreindustryisbuildingsystemstodayforproductioninevendeeperwater,progressivelyu

5、singnewtechnologies,andsignificantlyextendingexistingtechnologies.Thisisthegeneraltrendintheoffshoreoilandgasindustry.ItisalsotrueforChinaoffshoreindustry.RecentexplorationactivitiesindicatethediscoveryofhydrocarbonresourcesintheSouthChinaSeaatthewaterdepthof500mapproxima

6、tely.Thereare12blockswithwaterdepthvaryingfrom500mto2500minSouthChinaSeatoopenforjointexplorationandproduction.Regardlessofthefloaterconceptadoptedforoffshorefielddevelopment,thereisalwaysaneedofrisers,whichformthecriticalpartsofoffshoreinfrastructure.Risersaresomeofthemo

7、recomplexaspectsofdeepwaterdevelopments.SteelCatenaryRiser(SCR)isconsideredacosteffectivesolutiontodeepwateroilandgasproduction,andisusedwidely.ItisenvisagedthatSCRwillcontinuetobethemosteconomic哈尔滨T.程大学硕士学位论文solutionaswaterdepthincreasesfurther,evenuptoandbeyond10,000fee

8、t.TheassignmentofthisthesisistocarryouttheconfigurationdesignandanalysisworkofaSCR,includingther