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第28卷第8期船舶力学Vol.28No.8

2024年8月JournalofShipMechanicsAug.2024

文章编号：1007-7294（2024）08-1244-10

海洋平台膨胀弯结构安装极限尺寸分析

刘健，石文波，王宇

（哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，哈尔滨150001）

摘要：海底管道膨胀弯安装是铺设海底管道施工过程中的重要组成部分。由于在生产制造海洋管道过程中存

在加工误差，另外施工中对接膨胀弯管与海洋立管或者海底平管也存在偏差，因此安装膨胀弯过程中存在极限

尺寸偏差方面的问题。本文运用有限元分析软件ABAQUS，按照实际结构尺寸和材料参数建立带有法兰接头

的膨胀弯仿真模型，针对实际安装膨胀弯过程中存在的三种类型的偏差工况，在满足实际施工对海管强度要求

规范下，计算膨胀弯安装极限尺寸偏差，并得到结构在不同工况下的应力和应变的分布情况。详细讨论和分析

膨胀弯在安装对接立管和平管过程的受力与形变情况。得到的相关结论有望为海洋平台中海管实际施工安装

提供相应的理论依据，对海上油气田的开发建设具有一定的工程意义。

关键词：膨胀弯；结构静力分析；ABAQUS有限元仿真；海洋管道

中图分类号：TE973文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1007-7294.2024.08.011

Analysisoftheinstallationlimitsizeof

spoolpieceofoffshoreplatforms

LIUJian,SHIWen-bo,WANGYu

(CollegeofAerospaceandCivilEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)

Abstract：Theinstallationofspoolpiecesofsubmarinepipelinesisimportantintheconstructionofnewly-

laidsubmarinepipelines.Duetothemanufacturingerrorsintheprocessofproducingmarinepipelines,as

wellastheoffsetbetweenthespoolpieceandoffshoreriserorthesubmarinehorizontalpipes,theproblem

concerningthelimitsizeoffsetofspoolpiecenaturallyemergesduringinstallations.Inthispaper,thefinite

elementanalysissoftwareABAQUSwasemployedtoestablishthesimulationmodelofaspoolpiecewith

flangejointbasedonthepracticalstructuralconfigurationandmaterialparameters.Asforthethreetypical

situationsinthepracticalprocessofthespoolpieceinstallation,thestressandstraindistributionofthestruc⁃

turewereobtained.Furthermore,thelimitsizeoffsetsofthespoolpiecewerecalculatedunderthecondition

ofsatisfyingthepracticalstrengthrequirement.Themechanicsanddeflectionsofthespoolpieceduringin⁃

stallationwerediscussedandanalyzedindetail.Therelevantconclusions