深水S型铺管的管道形态与内力计算程序开发

深水海底管线的铺设主要采用S型铺管的方式,在铺管船船尾设有托管架以支撑和保护管道,并控制管道入水的角度,保证管道安全。依托某深水铺管船项目,根据S型管道的特点,将其分为上弯段、中间段和下弯段三部分进行力学分析;利用MATLAB软件编写程序,计算不同铺设工况下的管道形态和内力,以OFFPIPE的计算结果为参照,验证本程序的可靠性和准确性。针对在实际铺管过程中并不能保证管道与每个托辊都接触的问题,在程序中设定指定托辊不接触的情况。计算结果表明,该工况下管道在后一个托辊处将受到较大弯矩作用,可能引起失效,应引起关注。

深水S型铺管管道形态及力学分析方法研究

S型铺管是一种效率很高的铺设海底管道的方法,研究深水S型铺设管道形态及力学分析方法对于开发我国南海油气田具有重大意义。本文建立了深水S型铺管中管道形态的大挠度梁微分方程,并且通过数值方法求解得到的结果论证了深水S型铺管中管道悬垂段形态可以用自然悬链线近似,并在接下来的对S型铺管中管道的整体力学特性的有限元分析中,对过弯段管道采取在托辊所处位置,约束法向自由度,切向和转动自由度释放,模拟铺管作业中过弯段管道的状态;对海底土壤地基对触底段管道的垂向,侧向,轴向的反力作用进行了模拟,并将计算结果与其他方式边界条件下的铺管有限元模拟计算结果进行了比较,以保证所采用的分析方法及有限元仿真模型的准确度。

深水S型铺管托管架结构的非参数化敏感性分析

托管架是铺管作业的大型设备,其安全性对作业安全极为重要。针对托管架结构损伤实时监测这一目标,对深水作业状态的托管架结构进行整体和局部刚度校核、强度校核,并用设计波法校核了深海铺管作业的稳定性,在上述所得托管架结构的基本力学数据基础上,对托管架的构件进行了整体变形、局部变形、整体应力分布、疲劳易发点应力水平、关键连接杆应力水平和主弦杆多杆交汇处应力水平的敏感性分析,找出了托管架结构的关键构件,作为实时监测的测量点,为结构损伤实时监测做出了至关重要的准备性工作。

深水海底管道铺设托管架模型试验研究

针对深水铺管船的托管架,运用半实物仿真试验系统进行了研究,设计了比尺为1:20的室内托管架模型试验,运用研发的运动台模拟铺管船运动,通过半实物仿真试验,测试和分析了深水S型托管架在铺设过程中的关键力学行为。

深水铺管起重船“海洋石油201”研制

为推动中国海洋石油开发从近海走向深海,中国海洋石油总公司于"十一五"提出深水发展战略;包括深水铺管起重船"海洋石油201"在内的"五型六船"深水重大装备研制,是该战略的重要组成部分。论文总结了中国第一艘深水铺管起重船"海洋石油201"研制的背景、过程、主要技术创新以及对中国海洋石油工业的重要意义,为今后类似深水重大装备研制提供借鉴。