浅水采油树防落物保护框架结构设计优化

采油树保护框架具有防落物撞击能力,结合某浅水采油树防落物保护框架结构,基于标准DNV-U-001和DNV-RP-R107,采用5 kJ和50 kJ两种不同能量的物体分别撞击框架进行有限元分析,而后对框架薄弱部位进行优化。有限元分析结果表明:保护框架薄弱部分位于两片树帽外罩的中间区域,50 kJ的冲击造成了最大变形和应力。对树帽外罩分别采用壁厚优化和局部加强优化两种保护思路,优化结果表明:在壁厚优化思路下,随着厚度增加,树帽外罩变形量和应力减小,但增大到一定厚度后,减小趋势变缓;在局部加强优化思路下,优化后树帽外罩的垂直方向变形减小明显,结构的应力和塑性变形满足标准DNV-U-001,局部加强优化更适用于采油树保护框架的优化。