收藏本站
《中国石油大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深水隔水管的振动特性研究

华玉栋  
【摘要】: 海洋隔水管是连接海底井口与海洋平台的重要设备,随着海洋油气勘探开发向深水领域发展,隔水管的受力越来越复杂,同时随着水深的增加,隔水管的力学分析显得越来越重要。本文首先讨论了波浪理论、海流理论以及用Morison方程计算作用在隔水管上的环境载荷和Morison方程中系数选择问题,之后介绍隔水管的力学模型,导出了隔水管在水平运动方向的控制方程。在对隔水管进行静力分析和动力分析时,考虑了隔水管在海洋环境载荷作用下的小应变大变形的特点以及轴向力对其的影响,引入非线性理论,使计算结果更加符合实际情况。应用有限差分法对隔水管进行静力分析,考虑了超张力对隔水管受力状态的影响。利用Hermite插值函数对隔水管的控制方程进行有限元离散,采用Newmark方法求解隔水管的动力响应,同时绘出各节点的位移、弯矩响应曲线。计算程序由Matlab语言编写,并给出具体算例。 研究结果表明,所采用的方法是正确、有效的,可以为隔水管的生产设计提供据依。对于深水隔水管而言,水下中间部位的横向位移最大,在隔水管靠近水面的位置,其弯曲应力最大。在横向位移和弯曲应力最大位置,应特别注意隔水管的强度问题。在隔水管长度、海洋环境载荷相同时,随着隔水管超张力的增大,节点的位移、弯矩都有明显的减少,因此,深水隔水管的超张力对其静力分析和动力分析都有显著的影响,在析分、设计和使用中必须加以考虑。在实际的作业过程中隔水管应保持足够的超张力,避免隔水管处于受压状态。在相同的海洋环境载荷和超张力作用下,随着隔水管长度的增加,轴向变形对节点位移的影响可忽略不计。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TE952

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王在刚;海洋立管流固耦合动力特性分析[D];兰州理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 季春群,孙东昌;自升式平台上外载荷的分析计算[J];海洋工程;1995年03期
2 张抗;向广阔的世界海洋石油市场进军[J];海洋石油;2005年01期
3 郭海燕,王树青,刘德辅;海洋环境荷载下输液立管的静、动力特性研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2001年04期
4 贾星兰,方华灿;海洋钻井隔水管的动力响应[J];石油机械;1995年08期
5 谢彬,段梦兰,秦太验,孙政策,李杰;海洋深水立管的疲劳断裂与可靠性评估研究进展[J];石油学报;2004年03期
6 李华桂;海洋钻井隔水管的动力分析[J];石油学报;1996年01期
7 刘彩虹;杨进;曹式敬;蔡战胜;;海洋深水钻井隔水管力学特性分析[J];石油钻采工艺;2008年02期
8 石晓兵,陈平;三维载荷对海洋深水钻井隔水管强度的影响分析[J];天然气工业;2004年12期
9 潘继平;张大伟;岳来群;王越;胡玮;;全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J];中国矿业;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周俊昌;海洋深水钻井隔水管系统分析[D];西南石油学院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 张玲;小直径桩柱波浪荷载的计算分析及程序实现[D];中国海洋大学;2004年
2 刘英杰;自升式平台桩腿的受力分析[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 张建勇;浅海独桩平台有限元分析及合理结构型式研究[D];天津大学;2005年
4 张琳;单锚腿系泊系统数值模拟[D];清华大学;2005年
5 韩晓风;导管架平台的极限承载力分析[D];中国海洋大学;2007年
6 郭庭;钻孔施工平台的稳定性分析[D];华中科技大学;2006年
7 刘东;自升式平台桩腿桩靴参数化建模与分析研究[D];大连理工大学;2007年
8 朱超;基于管土模型的钻井隔水管振动特性研究[D];大连理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡卫兵;韩广森;于海平;;古建筑榫卯节点刚度分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
2 惠宽堂;黄斌;;BRBFs的抗震性能分析[J];四川建筑科学研究;2012年03期
3 郑建军,樊承谋;钢纤维桁架板设计与计算[J];四川建筑科学研究;1995年02期
4 冯钧一;陈剑南;;钢锭模模型热疲劳试验及其分析[J];安徽工学院学报;1988年02期
5 王立涛,许玲萍,张海涛,王仲珏;铣削加工残余应力研究的基本理论和方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
6 邢华;填充墙框架结构抗侧有限元非线性分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
7 王京辉,沈小璞,张红亚;风荷载下超薄壁型轻钢结构多层住宅结构体系的分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年05期
8 干洪;力学分析中的逆步变换及其运用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1995年Z1期
9 干洪,张伟林,张运涛;框架结构抗震计算有限元过程的重要改进[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1997年03期
10 廖飞;;灰色系统在我国大豆供需预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱归军;;高速公路养护过程的桥梁安全控制与防范[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
2 姜浩;刘衍聪;张彦廷;刘振东;;钻柱升沉补偿试验台控制系统设计[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 邵龙;赵清;宁杰;吴延忠;;永磁磁力耦合器转子强度有限元分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
4 高素荷;姚河省;;网格划分密度与有限元求解精度研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
5 谢长川;徐焱;杨超;;几何非线性气动弹性及其在我国的研究现状[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
6 陈果;;含不平衡-碰摩-基础松动耦合故障的转子-滚动轴承系统非线性动力响应分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 戴澍;解德;;基于ABAQUS的海洋风电机组支撑结构波浪力分析[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
8 吴成利;;坐底式海洋平台整体结构强度有限元分析[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
9 闻洋;李春光;;基于有限元法的钢管混凝土柱影响因素分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
10 陈连生;李晓波;宋进英;席军良;齐建军;;大规格圆钢轧后断面应力分析[A];2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李效民;顶张力立管动力响应数值模拟及其疲劳寿命预测[D];中国海洋大学;2010年
2 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 谢波涛;台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析[D];中国海洋大学;2010年
4 童思友;[D];中国海洋大学;2010年
5 童思友;南黄海地震资料多次波形成机理及压制技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 唐世振;考虑顺流向振动的深水顶张力立管涡激振动分析[D];中国海洋大学;2010年
7 南栋祥;具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究[D];昆明理工大学;2009年
8 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
9 张大海;浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D];浙江大学;2011年
10 李玉梅;朝阳沟油田朝5北井区裂缝性储层建模与剩余油定量评价[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鸣;双回路直线型圆管角钢组合型输电塔静动力分析[D];山东科技大学;2010年
2 许宏成;拉索预应力双曲抛物面网壳结构受力性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 孟扬;浮子式波浪发电装置设计及其功率特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙景海;自升式平台升降系统研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘鹏;深海钻井立管概念设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 高峰;超深水顶端张紧式钻井隔水管结构与VIV疲劳分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王洋;自升式平台主体沿桩腿升降过程中的RPD预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 庞文彦;海上风力发电结构性能分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 姜峰;基于非线性有限元方法的半潜式平台极限强度研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 左照海;38.8万吨VLOC船体结构强度直接计算研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝婷玥;陈贵清;;流固耦合作用下埋地管道的振动分析[J];四川建筑科学研究;2011年03期
2 董鹏;朱克强;秦道武;;海洋平台立管系统的三维动态响应仿真研究[J];港工技术;2011年04期
3 李大雪;张永良;;输运流体海洋立管的动力特性[J];管道技术与设备;2006年05期
4 康庄;李辉;孙丽萍;沙勇;冯玮;;自由站立式立管总体强度及敏感性参数分析[J];船舶工程;2011年05期
5 唐春丽,方开翔;充液管道的模态试验分析[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2002年01期
6 刘德辅,王树青,郭海燕;海洋立管综合环境条件设计标准研究[J];海洋工程;2001年02期
7 邵卫东;唐友刚;樊娟娟;张若瑜;;考虑浮体升沉及张紧环运动深海立管固有振动特性研究[J];海洋工程;2012年02期
8 娄敏;孙欣杰;余承龙;;考虑温度应力下深海输油立管动力特性及响应研究[J];海洋工程;2012年02期
9 赵鹏良;王嘉松;蒋世全;许亮斌;;海洋立管涡激振动的流固耦合模拟计算[J];海洋技术;2010年03期
10 杨加栋;张晓灵;杜宝银;蒋晓斌;相政乐;;螺旋列板——深水立管涡激振动抑制装置[J];海洋技术;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李效民;顶张力立管动力响应数值模拟及其疲劳寿命预测[D];中国海洋大学;2010年
2 娄敏;海洋输流立管涡激振动试验研究及数值模拟[D];中国海洋大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李凌;大尺度深水立管非线性振动特性研究[D];天津大学;2004年
2 邓合霞;海洋立管在非线性波浪载荷下的极值响应研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 赵丽刚;高温高压条件下海洋立管的动态极值响应研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 朱为全;波流作用下立管的非线性动力响应分析[D];中国石油大学;2009年
5 宋青武;海洋立管风险评价与安全措施研究[D];天津大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王言英,肖越;深水锚泊的新概念与新技术[J];船舶工程;2004年02期
2 宋儒鑫;深水开发中的海底管道和海洋立管[J];船舶工业技术经济信息;2003年06期
3 毕毅,杜度,张纬康;单点系泊系统的静态分岔特性研究[J];船舶力学;2003年02期
4 陈波,吕西林,李培振,陈跃庆;均匀土-桩基-结构相互作用体系的计算分析[J];地震工程与工程振动;2002年03期
5 俞聿修,康海贵;孤立桩柱上不规则波浪力的数值模拟[J];大连工学院学报;1982年02期
6 俞聿修;波浪对建筑物和海底的作用[J];港工技术;2001年02期
7 罗恩,潘小强,张贺忻,邝君尚;一种基于Hamilton型拟变分原理的时间子域法[J];工程力学;2000年04期
8 程保荣,张卫国;带柔性接头的深海立管动力特性和非线性静力响应分析[J];工程力学;1997年02期
9 张玉峰;朱以文;丁宇明;;有限元分析系统ABAQUS中的特征技术[J];工程图学学报;2006年05期
10 A.W.范,艾尔萨克,陈杰诚;柔性立管在波浪中的特性[J];广东造船;1994年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郑忠双;极端环境下海洋结构物随机响应分析及动力可靠性研究[D];浙江大学;2001年
2 孙玉武;自升式平台后服役期结构强度及损伤评估研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
3 周俊昌;海洋深水钻井隔水管系统分析[D];西南石油学院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 何雷;海洋平台波浪荷载计算及瞬态动力响应灵敏度分析的伴随法[D];大连理工大学;2001年
2 张舒羽;水平承载桩静载P-Y曲线研究[D];河海大学;2001年
3 朱琛;湖南大学配电自动化系统的研究与设计[D];湖南大学;2004年
4 尤翔程;高阶波与波浪力计算分析[D];大连理工大学;2006年
5 杜超;导管架海洋平台系统可靠性分析[D];大连理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史永晋;刘旭;;边际油气田油井简易井口架结构应力分析[J];中国海洋平台;2011年02期
2 王海峡;赵广慧;章靖;余长柏;李维国;;内外流体流动下隔水管横向振动模型的探讨[J];石油矿场机械;2010年08期
3 畅元江;陈国明;鞠少栋;;国外深水钻井隔水管系统产品技术现状与进展[J];石油机械;2008年09期
4 兰洪波;张玉霖;菅志军;许朝辉;;深水钻井隔水管的应用及发展趋势[J];石油矿场机械;2008年03期
5 畅元江;陈国明;许亮斌;刘健;;超深水钻井隔水管设计影响因素[J];石油勘探与开发;2009年04期
6 王海峡;赵广慧;余长柏;章靖;李维国;;充液钻井隔水管的非线性动力特性分析[J];石油矿场机械;2010年05期
7 钟庆;王嘉松;谷斐;乔信起;黄震;;附加分离盘控制隔水管涡激振动的研究[J];煤炭技术;2010年09期
8 鞠少栋;陈国明;宋林松;畅元江;;深水钻井隔水管事故类型及对策分析[J];石油机械;2011年05期
9 刘秀全;陈国明;彭朋;畅元江;;深水钻井隔水管单根寿命管理方法[J];石油钻探技术;2011年02期
10 许亮斌;蒋世全;姜伟;;深水钻井隔水管浮力块配置方法研究[J];中国海上油气;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阮庆;陈欢;杨胜;赵江达;;深水钻井隔水管顶张力最优化设计[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
2 陈才虎;王耀锋;杨红刚;;深水钻井隔水管快速连接技术研究[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 畅元江;陈国明;王荣耀;鞠少栋;;深水钻井隔水管系统钻前设计软件开发与验证[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
4 畅元江;陈国明;鞠少栋;;国外深水钻井隔水管系统产品技术现状与进展[A];2008年石油装备学术年会暨庆祝中国石油大学建校55周年学术研讨会论文集[C];2008年
5 白勇;;深海钻井隔水管的研究与开发[A];石油天然气用高性能钢技术论坛——油气开采、储运的战略需求对钢铁材料的新挑战会议论文集[C];2011年
6 鞠少栋;陈国明;畅元江;孙友义;;辅助管线对深水钻井隔水管涡激振动影响分析[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
7 汪雪良;胡嘉骏;耿彦超;徐春;;三体船波浪载荷模型试验研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
8 汪雪良;胡嘉骏;;三体船波浪载荷模型测试技术研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
9 蒋彩霞;胡嘉骏;刘俊杰;;深水半潜平台波浪载荷计算与主结构强度评估[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
10 汪雪良;顾学康;胡嘉骏;张凡;;大型LNG船波浪载荷直接和简化计算的比较分析研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 记者 甘丰录;宝石公司深水钻井隔水管样机试制成功[N];中国船舶报;2011年
2 记者 王巧然通讯员 王安军;宝石机械走在石油钻采装备研发前列[N];中国石油报;2008年
3 记者 胡毓;应对GBS 中国船企应与世界同步[N];中国船舶报;2009年
4 祁恩荣;七〇二所完成深海半潜平台波浪载荷试验[N];中国船舶报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谷斐;隔水管涡激振动抑制装置的流动控制实验研究[D];上海交通大学;2012年
2 潘天娓;浅海重力式平台结构静动力分析[D];中国海洋大学;2011年
3 韩春杰;深水平台钻井钻柱耦合振动及模拟分析[D];大庆石油学院;2010年
4 钱昆;浮体在大幅波浪中的运动和荷载计算研究[D];大连理工大学;2004年
5 刘文玺;基于高阶面元的浮体运动与波浪载荷计算方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 马延德;浮式生产储油船(FPSO)设计建造研究[D];大连理工大学;2008年
8 王琮;通载浮桥的水弹性响应及其桥垮接头疲劳性能研究[D];上海交通大学;2007年
9 张海燕;Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动特性研究[D];天津大学;2008年
10 张文鹏;水下爆炸与波浪载荷作用下船体结构动力计算研究[D];大连理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 华玉栋;深水隔水管的振动特性研究[D];中国石油大学;2010年
2 王鹏;隔水管柱力学分析[D];燕山大学;2011年
3 孟凡召;隔水管动态响应分析[D];中国石油大学;2010年
4 詹禄禄;实尺度海洋钻井隔水管涡激振动及其抑制的数值模拟[D];上海交通大学;2013年
5 赵卓茂;附属管抑制隔水管涡激振动的流体动力学特性研究[D];上海交通大学;2012年
6 梁宏友;浮式钻井采油平台隔水管张紧器的设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 王荣耀;深水钻井隔水管作业信息化管理技术研究[D];中国石油大学;2011年
8 高峰;超深水顶端张紧式钻井隔水管结构与VIV疲劳分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王成官;海洋隔水管涡激振动特性的三维数值模拟研究[D];上海交通大学;2011年
10 赵鹏良;隔水管及附属整流罩涡激振动的流固耦合模拟研究[D];上海交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026