張力腿平臺TTR立管壁厚設計研究.pdf

1、立管系統(tǒng)是連接海底井口與浮式平臺之間的導管，主要用途是生產(chǎn)、采油、注水、修井和完井等。深水油氣立管系統(tǒng)是油氣開發(fā)系統(tǒng)中最薄弱的構件之一，也是深水油氣開發(fā)的“瓶頸”問題。
　　 本文依托于國家863項目“頂張緊式立管(TTR)設計與安裝關鍵技術研究及軟件研發(fā)”，主要內容為：基于準靜態(tài)理論，研究基于TLP平臺的TTR立管壁厚計算的關鍵設計因素和校核方法。TTR立管的壁厚主要取決于：環(huán)向應力、組合應力分析及靜水壓潰分析。TTR的準靜態(tài)

2、分析中所受荷載為表觀重力(包括重力和浮力)、橫向偏移(由于TTR受頂部平臺位移而產(chǎn)生的強迫運動)、集中力(頂部恒定的張緊力以及海流產(chǎn)生的應力)。本文提出一種面向初始設計階段的立管最小壁厚計算分析簡化方法，并對影響立管力學性能的關鍵因素進行優(yōu)化設計。
　　 由于頂部張緊力是影響TTR立管的關鍵因素，因此本文考慮TLP平臺Setdown現(xiàn)象對TTR立管凈伸長以及頂部張緊力的影響，數(shù)值分析表明：①初始頂張力系數(shù)越小，SetDown對頂

3、張力系數(shù)增量的影響越大；②立管頂部橫向偏移越大，SetDown對頂張力系數(shù)增量的影響越大；③頂張力系數(shù)的增量與立管的表觀重力之間無明顯關系。在立管壁厚校核計算中，另一關鍵問題是如何通過簡化方法獲取較為真實有效的載荷信息，其中最重要的參數(shù)是TTR立管底部的彎矩。本文由懸鏈線方程出發(fā)，經(jīng)過一系列的簡化和修正處理，最終計算出TTR立管在頂部橫向偏移及海流的聯(lián)合作用下立管的力學響應，數(shù)值分析表明：立管的表觀重力增大，會導致底部彎矩相應變大；立管