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陡波形非粘结柔性立管疲劳寿命评估
| 论文题名： | 陡波形非粘结柔性立管疲劳寿命评估 |
| 关键词： | 海洋油气开发;陡波形柔性立管;疲劳寿命;评估体系 |
| 摘要： | 随着陆地能源的持续消耗，探明储量逐年减少，世界各沿海国家对于海洋油气资源的开发力度逐年加大。尤其是中国，近些年来的海洋勘探结果表明，我国沿海存在大量的石油、天然气及可燃冰等资源。海洋油气资源的开发离不开大量的海洋开发生产设备，目前投入使用的海洋油气开发设备中，大多数都包含立管系统，它是生产设备中不可或缺的重要设备之一。 立管系统根据形式种类多样，柔性立管以其自身优越的力学性能占据了大量的市场，现今海洋油气开发中应用最为广泛的立管为柔性立管。然而，即使柔性立管综合性能都较好，在复杂的海洋环境中，也可能会发生疲劳破坏。本文以某油气田某一呈陡波形布置的柔性立管为例，进行立管疲劳分析等工作： （1）通过查询相关资料文献，采用整体模型动态响应分析和局部模型应力分析结合雨流计数法对海洋非粘结柔性立管进行疲劳寿命评估； （2）根据上部船体的结构、柔性立管的作业水深、布置波形和尺寸以及弯曲加强器的结构等参数，基于OrcaFlex建立柔性立管整体分析模型，研究分析其静态特性响应及动态特性响应，采用时域分析方法，对所有疲劳海况进行整体动态响应分析，得到立管疲劳热点处的有效张力时程和曲率时程，对比找出柔性立管最容易发生疲劳破坏的位置； （3）基于Bflex2010,，建立柔性立管的局部应力分析模型，分别探究了柔性立管层间压力分布特点、腐蚀对于立管轴向刚度的影响，不同摩擦系数对于立管弯曲刚度和抗拉铠装钢丝轴向应力的影响； （4）提出一种用于计算柔性立管抗拉铠装钢丝轴向应力的半解析解，并将之与Bflex2010建立的局部应力计算模型计算得到的数值解进行对比研究；根据雨流计数原则，基于python语言，编写了雨流计数程序。 （5）根据提出的柔性立管疲劳寿命评估方法，分别研究了该柔性立管内外层的疲劳损伤对比，不同腐蚀情况对柔性立管疲劳损伤的影响，不同摩擦系数对柔性立管疲劳损伤的影响等。 |
| 作者： | 李朋杰 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 代天娇;杜留法 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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