OFFPIPE在铺管计算中的应用

该文简单介绍了海底管线安装和结构分析软件OFFPIPE和S-lay铺管的特点,并结合天津大港油建公司的一条S-lay铺管船,通过计算不同规格管道的铺设水深、张紧力和铺设半径,总结了应用OFFPIPE软件在管道计算中的一些经验,同时也为S-lay管道的实际施工提供理论依据。     

钢悬链线立管S形铺设极限水深

针对南海某气田铺管船正常铺设钢悬链线立管(Steel Catenary Riser, SCR)的作业,基于OrcaFlex数值模拟对立管进行总体动态分析,确定立管可安全作业的阈值环境条件。研究波浪方向、海流速度、立管外径、壁厚等对立管正常铺设作业窗口的影响,进一步分析不同外径、壁厚立管在不同水深下的适用性,确定立管极限安装水深。研究表明,立管作业窗口对浪向较敏感,在随浪条件下进行铺管作业更安全。随着立管外径、壁厚、表面流速增大,波高-周期作业窗口减小,极限铺设水深减小。     

采用有限元分析评价螺旋焊管海上管线应用的可能性

为了使螺旋焊管能够应用于浅海领域,采用有限元分析法研究了螺旋焊管在不同载荷组合,尤其是S形敷设条件下的响应。重点讨论了螺旋焊管与该行业常用的其他类型钢管的对比。详细分析和讨论了DNV标准中海底管道强调的极限状态,如破裂、压溃、轴向拉伸、局部屈曲和复合载荷。分析包含了螺旋焊管的非线性三维有限元模拟,并考虑到了可能会影响其极限状态的相关公差以及对载荷和安装条件的响应。研究结果表明,在浅水区使用螺旋焊管没有太大的问题。     

海底管道铺设技术研究进展

为解决深海油气资源开发众多技术难题,对国内外学者在海底管道铺设技术方面的研究进行了总结。在此基础上指出了今后的研究方向,如多种计算方法的综合运用、管道动力分析、管道屈曲传播和整个铺管过程的实时监测等。     

超深水S型铺管的局部变形分析

为了研究超深水S型海底管道铺设时管道截面的局部变形及应力分布,以"海洋石油201"铺管船为例,首先建立"铺管船-托管架-管道-海底"的整体铺管模型,计算托辊支撑处管道承受的荷载组合:弯矩、轴力、剪力和托辊反力。再建立"托辊-管道"相互作用的局部精细有限元模型,计算了上弯段管道截面的局部变形和应力分布。研究结果可为超深水大口径S型铺管船的极限铺设能力分析提供参考。     

深水S型铺设托管架参数分析

为讨论托管架几何参数对深水管道S型铺设的影响,本文利用有限元方法,考虑了托管架结构刚度影响,分析了铺设过程中管道与托管架的接触、管道大变形等非线性问题,讨论了托管架长度、曲率半径及托辊间距和高度等参数对S-lay的影响.计算结果表明,有限元法可有效解决深水铺设的强非线性问题;托管架几何形状是提高整体铺设能力的主要参数,托辊布局影响管道局部安全,托辊高度对管道上弯段的影响更显著.     

海管S型初始铺设仿真算法

为准确模拟初始铺管作业中管道和起始缆的形态,创建一个逼真的深水铺管起重船铺管作业虚拟训练环境.针对S型铺管作业中的初始铺管作业,以Euler-Bernoulli梁理论为基础,对初始铺管管道和缆索进行静态分析,建立几何非线性微分方程,且对管道与缆索微分方程边界条件难以确定导致方程无法求解的问题,提出一种基于微分求积法的迭代方法,该方法能够准确地实现边界条件的确立,从而完成微分方程的求解.仿真和实验分析不同作业状态下管道与缆索的形态与内力变化,结果证明了初始铺管整体算法的准确性.该方法提高了微分方程求解精度且计算量少,易于程序实现,可用于海上铺管作业方案的工程预演,可行性分析和优化作业方案等.