卷轴铺设中立管非线性有限元分析和参数控制.pdfVIP

石 油 机 械 2012年 第40卷 第4期 CHINA PETR0LEUM MACHINERY ●海洋石油装备 卷轴铺设中立管非线性有限元分析及参数控制 胡显伟 段梦兰 张九菊 刘培林 孙晶晶 桂 津 (1．中国石油大学 (北京)海洋油气研究中心 2．复旦大学力学与工程科学系 3．海洋石油工程股份有限公司) 摘要：深水卷轴铺设系统中立管的结构强度及张紧力等参数是铺设过程中需要严格控制的关 键参数。结合我国南海某深水气田开发的具体工程背景，利用ABAQUS有限元软件成功模拟了立 管卷轴铺设中上卷、退卷及经过校准器的3个非线性过程 ，分别给出了3个过程 中立管所受到的 张紧力大小、应力云图及应变云图，并验证 了该工程背景下卷轴铺设各参数选择及控制的合理性。 非线性有限元分析结果及所得到的卷轴铺设过程中张紧力等各参数的变化规律，可为深水立管卷 轴铺设提供技术参考。 关键词：卷轴铺设；立管；有限元分析；结构强度；张紧力控制；非线性 中图分类号 ：TE952 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—4578 (2o12)04—0050—05 A NonlinearFiniteElementAnalysisoftheRiser inReelLayingandParametricControl HuXianwei DuanMenglan ZhangJiuju LiuPeilin SunJingjing GuiJin (1．ResearchCenterofOffshoreOilandGas，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing 2．DepartmentofMechanicsandEngineering Science，FudanUniversity 3．OffshoreOilEngineeringCo．，Ltd．) Abstract：Thestructuralstrengthandtensionoftheriserinthedeepwaterreellaysystem arethekeyparame— tersintheprocessoflaying．Accordingtothespecificengineeringbackgroundofsomedeepwatergasfielddevelop— mentintheSouthChinaSea，thefiniteelementABAQUSsoftwarewasadoptedtosimulatesuccessfullythethree nonlinearprocessesoftheriserrollingup，unwindingandgoingthrough thecalibratorin theprocessofreellay— ing．Thetension，stressnephogram and strain nephogram oftheriserweregivenrespectivelyin thethreeproces- ses．Therationalityofparametricselectionandcontrolinreellayingintheengineeringbackgroundwasverified．The nonlinearfiniteelementanalysisandthevariationlaw oftheparametersobtainedsuchastensionintheprocessof reellayingcanprovidethetechnologicalreferencefordeepwaterriserreellaying． Keywords：reellaying；riser；finiteanalysis；sturcturalstrength；tensioncontrol；nonlinear 好地适应世界石油的发展趋势以及尽快实现我 国深 0 引 言 水海洋石油的国产化战略 目标，笔者着重研究了深