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《深水頂部預(yù)張力立管管中管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度參數(shù)敏感性分析.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第44卷第4期船海工程Vo1．44No．42015年8月SHIP＆0CEANENGINEERINGAug．2015DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2015．04．025深水頂部預(yù)張力立管管中管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度參數(shù)敏感性分析康莊，張立，張立健，何寧(1．哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院深海工程技術(shù)研究中心，哈爾濱150001；2．海洋石油工程股份有限公司，天津300451)摘要：通過分析立管結(jié)構(gòu)的受力控制方程，使用非線性時(shí)域分析軟件OrcaFlex建立管中管結(jié)構(gòu)的有限元模型，分析生產(chǎn)TTR在正常操作狀態(tài)時(shí)，不同
2、頂部張力系數(shù)、不同波高和譜峰周期對(duì)立管強(qiáng)度的影響，并根據(jù)APIRP2RD規(guī)范校核管中管結(jié)構(gòu)外管和內(nèi)管的應(yīng)力。結(jié)果表明，隨著頂部張力系數(shù)增加，外部套管有效張力和等效應(yīng)力均增大明顯，內(nèi)管改變不敏感；當(dāng)波浪周期逼近平臺(tái)運(yùn)動(dòng)周期，隨著波高的增加，外管的有效張力和最大等效應(yīng)力均增加，內(nèi)管微幅變化；校核API規(guī)范，立管結(jié)果滿足要求。認(rèn)為在頂部預(yù)張力立管校核時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行敏感性分析，協(xié)調(diào)多個(gè)參數(shù)以使其性能達(dá)到最優(yōu)。關(guān)鍵詞：頂部張緊式立管；敏感性；1TrF；波浪中圖分類號(hào)：U674．38文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-7953(201
3、5)04-0099-05頂部張緊式立管(TI'R)主要功能是用于生的張緊器系統(tǒng)為立管提供張力，與之對(duì)應(yīng)的頂部產(chǎn)、注水、完井、鉆井以及氣舉等，是海洋油氣開發(fā)張力系數(shù)(toptensionfactor，1_rF)不但影響著立中必不可少的立管類型之一。在干樹平臺(tái)中，管的VIV運(yùn)動(dòng)J、立管彎曲、立管間的干涉效應(yīng)1TrR連接水下井口和水上生產(chǎn)設(shè)備，從海底井口等J，更直接地會(huì)對(duì)立管強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響；穿過平臺(tái)的龍骨位置延伸到平臺(tái)的生產(chǎn)甲板附立管遭受的環(huán)境載荷會(huì)改變整個(gè)半潛平臺(tái)一rITrR近。利用外部套管和內(nèi)部生產(chǎn)管來傳輸油氣到干耦合系
4、統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，其中最主要的是波浪影響。樹生產(chǎn)平臺(tái)上面，外部套管為整個(gè)立管提供有效在以前的強(qiáng)度分析中，常用的方法是建立管的機(jī)械防護(hù)，內(nèi)部生產(chǎn)管作為油氣等流體的通中管結(jié)構(gòu)的等效合成模型，多管線截面用一個(gè)等道。效截面來模擬，等效前后各截面屬性之和不變。我國目前的海洋工程經(jīng)驗(yàn)多針對(duì)于淺水區(qū)等效合成模型的明顯缺點(diǎn)是不能充分模擬不同單域，關(guān)于深水立管的分析工作相對(duì)較少。而立管層立管的環(huán)境，并且不能模擬管中管結(jié)構(gòu)之間的是相對(duì)脆弱的構(gòu)件，有文獻(xiàn)對(duì)簡(jiǎn)單形式立管如鋼扶正器作用J，等效分析結(jié)果也與管中管結(jié)構(gòu)有懸鏈立管進(jìn)行了敏感性分析j，但未見對(duì)于
5、復(fù)雜較大差別。常用時(shí)域分析軟件OcraFlex，考慮加管中管形式的1_rR結(jié)構(gòu)強(qiáng)度敏感性分析工作的入管中管結(jié)構(gòu)分析功能，使得這一問題得到解決。報(bào)道。文中對(duì)安裝在半潛平臺(tái)下的，IfItR立管系統(tǒng)進(jìn)行典型TYR管中管結(jié)構(gòu)，中央管線被外部保護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的參數(shù)敏感性分析，分析參數(shù)有立管頂性套管包圍j，其結(jié)構(gòu)形式比其他類型立管相對(duì)部張力系數(shù)腫、波浪，獲得其對(duì)立管強(qiáng)度的影復(fù)雜，對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生影響的參數(shù)相對(duì)較多。響，并使用APIRP2RD規(guī)范校核。對(duì)于1TrR結(jié)構(gòu)而言，主要地，安裝在海洋平臺(tái)上1理論分析收稿日期：2015—05—11選
6、取大地坐標(biāo)系，海底為z軸參考零點(diǎn)，基修回日期：2015—06—07于小變形梁控制條件，rITI1R受力水平運(yùn)動(dòng)控制方基金項(xiàng)目：國家科技重大專項(xiàng)(2011x05027—002—004—008)程為第一作者簡(jiǎn)介：康莊(1978一)，男，博士，副教授善(E，髻)一d2x—c一+研究方向：海底管道和立管以及渦激振動(dòng)E-mail：Kangzhuang1978@126．com(m+m+m+m一一)=(1)99康莊，等：深水頂部預(yù)張力立管管中管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度參數(shù)敏感性分析船海工程第44卷式中：E，—一立管的抗彎剛度；10rn。模型的基本結(jié)構(gòu)
7、和半潛平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)——立管的軸向張力；RAO見圖1?！獑挝婚L(zhǎng)度立管的重量；——作用于單位長(zhǎng)度立管的垂向載荷；m+m。+m?+m——一單位長(zhǎng)度立管質(zhì)量、液體質(zhì)量、立管和內(nèi)液附加質(zhì)量的總和；——波浪海流載荷的莫里森方程。。垂向運(yùn)動(dòng)控制方程叫為警一未[Vdz+A=0(2)a)潛平白立管結(jié)構(gòu)布簧式中：1立管所受剪力J，V=一[&21／(3)g●按莫里森方程確定波浪海流載荷，使用下列至修正后的計(jì)算公式。蚓fx(，)=pC()"IT。2()(z，)+c)(z,t)一一警l升沉運(yùn)動(dòng)閣期／sb)半潛平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)RAO(4)圖1半潛平臺(tái)
8、一立管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置rITrR頂端通過keel節(jié)點(diǎn)與干樹半潛平臺(tái)相以及半潛平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)RAO連，半潛平臺(tái)的移動(dòng)隨時(shí)間變化函數(shù)為S()；TrR底端與井口通過柔性節(jié)點(diǎn)相連，井El安裝BOP防3參數(shù)敏感性分析噴器通過錐形應(yīng)力接頭與1TrR鉸接，其邊界條件頂部張力系數(shù)m=張緊器張力／立管濕重，描述為決定著張緊器對(duì)立管的張力，進(jìn)
