一、海底坡度和张力对浅海大直径管线铺设的影响（论文文献综述）
梁辉[1]（2019）在《深水S型铺设上弯段管道与托管架耦合作用研究》文中进行了进一步梳理目前陆地和浅海的油气资源已经不能满足人们日益增长的能源需求,深海油气开发成为海洋石油和天然气行业所面临的主要任务。近年来在我国东海、南海和渤海等海域勘探到许多的深海油气田,但目前我国还未具备深水油气田的开发能力,特别是在深水管道铺设方面缺乏海上施工经验和深水铺管装备。S型铺管法作为目前工程中应用最多的海底管道铺设方法,采用托管架支撑并引导管道以设计的曲率和角度入水,管道的铺设形态呈现S形。与其它铺管方式相比,S型铺管法具有铺设速度快、作业效率高和适用性强等优点,适合于解决深远海油气田的管道安装问题,是我国深海油气开发急需的关键技术之一。S型管道铺设过程涉及了管道、托管架和铺管船等多个结构的非线性相互作用,在深水铺设分析和设计中所面临的主要挑战有以下三个方面:（1）在分析和设计管道铺设形态时难以考虑上弯段与托管架之间的相互作用,这对于深水S型管道铺设的作业安全尤为不利;（2）铺设过程涉及了几何大变形、弹塑性变形和接触作用等多种非线性因素的耦合影响,导致数值仿真分析难以准确求解托辊荷载和管道应变响应;（3）海洋环境和船体运动等动力荷载能影响管道与托管架之间的相互作用,导致深水S型管道铺设的动力问题求解困难,难以准确预测管道与托管架之间的托辊动荷载,无法保证管道与托管架结构在动力铺设过程中的作业安全。上述深水S型管道铺设问题也是目前海洋工程界和学术界所关注的研究热点,本论文将其纳入一整体研究框架进行探讨,并基于解析分析、数值仿真和模型实验方法,分别对管道铺设形态设计、上弯段非线性耦合作用及托辊动荷载等关键问题进行了系统的分析与研究,具体如下:（1）提出了 S型管道铺设形态分析的分段解析方法,能考虑离散托辊对上弯段管道的影响。分别建立了上弯段、直弯段和垂弯段管道的控制微分方程,采用数值迭代算法对管道控制方程进行定解,分析了铺设水深、管道尺寸、托管架半径和托辊间距等设计参数对管道铺设形态和内力分布的影响,研究结果表明铺设水深和管道尺寸越大,则上弯段管道的张力和弯矩也越大;托管架半径和托辊间距对管道铺设形态和张力的影响很小,减小托管架半径或增大托辊间距将引起上弯段弯矩的增大。（2）采用“面-面”接触模型研究了深水S型铺设中管道与托辊箱多个托辊之间的非线性接触问题。建立了管道、托辊箱和托辊的三维有限元模型,在铺设分析中考虑了管道几何大变形、弹塑性变形和管道与多个托辊的面接触等多种非线性因素的耦合作用,研究了张紧力对管道与托辊箱之间的接触状态以及上弯段管道应变的影响,研究结果表明托辊箱上只有前后两个托辊能接触到管道,两侧托辊没有提供给管道支撑力;张紧力的大小能影响管道与托辊箱之间的接触状态和接触力,合理设计张紧力能使管道重量在最大程度上均匀地分配到各个托辊箱。（3）设计了深水3000米S型铺设的动力子结构模型实验,研究了船体运动对管道与托管架之间动力相互作用的影响。在实验室内搭建了中大比尺托管架、管道模型的实验平台,利用六自由度运动台模拟了船体升沉、横摇和纵摇方向的耦合运动对管道与托管架相互作用荷载的影响,研究发现迎浪情况下的船体运动对托辊荷载的动力放大效应较为显着,个别托辊与管道之间存在动力冲击作用,产生了很高的动力放大系数。（4）提出了托管架动力铺设的解耦分析方法,能准确评估托管架的结构设计与作业安全。将模型实验测量的托辊动荷载变换到原型,以外力的形式加载到托管架有限元模型,采用MPC刚性梁连接的方法将船体运动传递到托管架,分析了在不同来浪方向下托管架进行铺管作业时的瞬态动力响应,结果表明最大动应力集中出现在节间连杆、主铰点和悬吊点等托管架的连接结构,并且主铰是应力集中最为严重的连接结构。（5）基于Miner疲劳累积损伤理论,对动力铺管过程引起的托管架连接构件的疲劳问题进行了研究。根据不同类型管节点的应力集中系数公式,计算了主铰点和悬吊点的热点应力。根据Palmgren-Miner线性累积损伤准则,分析了不同来浪方向的管道铺设工况对托管架的主铰点、悬吊点和节间连杆所造成的疲劳损伤程度,结果表明迎浪铺管对于托管架连接构件造成的疲劳损伤最大,在同一铺设工况中主铰点比悬吊点和节间连杆受损更严重。
熊凌志[2]（2017）在《深海张紧式系泊系统及其与海底锚基的相互作用研究》文中研究表明随着世界经济的高速发展,对海洋资源开发和利用已经成为了世界各国的必然趋势,向深海进军的步伐已经迈开,世界上浮式生产平台的最大作业水深已达2895米。与此同时,对于浮式生产平台至关重要的系泊系统也逐渐从传统的悬链线式向新型的张紧式转变。在水深超过1000米的区域,张紧式系泊系统在各方面明显优于悬链线式系泊系统,其成本低,其自身重量轻,水平回复力大,定位能力强,并且系泊半径小。然而,海洋浮式平台数量急剧增长的同时,事故也变得频发,许多事故都是由于系泊缆或系泊系统失效所导致的,部分事故造成了严重的损失。事故的原因主要为导缆孔处锚链断裂、底链处锚链扭结断裂、产生海底沟槽造成锚基失效以及合成缆材料的断裂等。底链附近的问题以及海底沟槽等现象很早就出现过,然而并未引起人们的重视。近年来链土作用问题出现得更加频繁,造成的损失变得巨大,逐渐引起人们的重视。张紧式系泊的链土作用与悬链线系泊中的作用机理存在本质的区别,工业界对此知之甚少,学术界的研究仍处于起步阶段,因此需要进行进一步探索。为了更好的理解锚链与海底土壤的相互作用过程,探究其作用机理,本论文开展了张紧式系泊缆与海底砂土相互作用的模型试验。推导了链-土作用中的相似关系,初步建立了海洋工程领域系泊缆与砂土相互作用的试验体系。试验包括整根系泊缆在深水池中的动力响应试验和局部系泊缆的模型试验。通过对试验数据的分析以及对试验中锚链与砂土相互作用的过程进行观测,探究了张紧式系泊缆中链土作用的机理。提出了弹塑性土壤力模型,并开发了一套完整可靠的土壤力计算方法,实现了对从锚基到浮体的整根系泊缆的动力响应计算。国际上首次发现了“棘轮效应”现象,即:系泊缆顶部的保持相同的循环运动时,土壤中的锚链长度变短,与水平方向上的倾角减小,反悬链线曲率变小,水中的系泊缆长度变长,与此同时,系泊缆中的拉力逐渐降低。提出了弹性边界法以快速预报经过棘轮效应后张紧式系泊缆的形态和力的特性。对比了不同的张紧式系泊缆简化模型计算结果,给出了简化模型选取的具体建议。近年来,随着材料工程领域的技术发展,合成缆（如聚酯缆等）材料在系泊系统中的应用越来越广泛。2005年聚酯缆首次在Spar平台的张紧式系泊中成功应用后,被迅速推广,此后新设计建造的Spar平台都采用了合成缆作为张紧式系泊缆的中间段。目前作业水深最深的Turritella FPSO在张紧式系泊中也采用了合成缆。合成缆的力学特性、破坏机理十分复杂,难以准确的预报此类缆索的动力响应直接影响了工程中对于张紧式系泊工作状态的评估,这也是部分系泊事故的原因所在。如何准确的表达此类材料的力学特性一直是材料工程学科的研究热点之一。对于海洋工程领域,如何准确地预报合成缆的系泊系统动力响应也是关系到系泊系统安全性的重要因素之一。为了解决该问题,文中通过理论推导得到了材料非线性拉伸的本构关系,建立了缆单元的粘弹性物理模型,克服了大变形情况下系泊缆材料非线性、粘弹性的计算难题。通过与文献中实验结果进行对比,得到了数值计算模型中所需要的材料线性系数、非线性系数及粘弹性阻尼系数。通过采用六种不同的系泊缆配置以研究合成缆的非线性、粘弹性等特性对系泊缆动力响应的影响,结果表明材料的粘弹性会增加系泊缆的波频响应和粘弹性能量耗散,而非线性材料可以增加系泊缆的顺应性。对比研究了聚酯缆、HMPE缆和Aramid缆的非线性和粘弹性区别,研究了分别采用三种缆的系泊动力特性区别。传统观念认为系泊系统对浮式平台的作用仅仅为提供相应的水平回复力,而研究中发现系泊系统除了可以提供水平回复力外,还可以为系统提供低频阻尼,即系泊阻尼。目前对于系泊阻尼的研究主要集中在悬链线式系泊系统,而少有涉及张紧式系泊系统。本文中改进了系泊阻尼的计算方法,通过动态计算得到系泊缆单元的运动和力,从而避免了在此部分引入假设,保证了计算精度。文中对张紧式系泊缆的阻尼进行了深入且系统的研究,对比分析了全水深系泊缆和截断系泊缆的阻尼特性和区别;研究了张紧式系泊缆的水动力阻尼特性以及土壤阻尼特性;得到了水动力阻尼和土壤阻尼随系泊缆导缆孔运动的幅值和周期变化的规律;通过对合成缆材料的阻尼系数进行参数敏感性研究。结果表明在大部分情况下,系泊缆的水动力阻尼占主要成分,粘弹性阻尼次之,土壤力导致的阻尼所占的比例最小。但是对于某些材料,其粘弹性阻尼可能会超过系泊缆的水动力阻尼。本文最后部分针对中国南海的海况条件,对一艘多点系泊的FPSO进行了研究,比较了分别采用悬链线式和张紧式系泊系统系统时FPSO的横荡衰减阻尼和FPSO运动响应的区别;研究了采用钢缆和HMPE缆作为系泊系统时,FPSO在各个浪向下的时域运动响应。综上所述,本文通过模型试验、数值计算和理论分析相结合的方法对张紧式系泊缆的链土作用问题、合成缆非线性及粘弹性问题以及系泊阻尼特性问题等进行了系统全面的研究。针对张紧式系泊缆中锚链—土壤相互作用特性,开展了模型试验,通过结果分析和现象观测相结合的方法探究了链土作用的机理;开展了数值模拟研究,提出了弹塑性土壤力的计算模型,得到了一套计算张紧式系泊系统运动和动力响应的数值程序;在国际上首次发现张紧式系泊缆的“棘轮效应”（Ratcheting）;提出了弹性边界法以预测系泊缆的棘轮效应,该方法简单、高效且具有极强的工程应用前景。提出了合成材料的非线性和粘弹性物理模型,克服了合成缆材料的非线性、粘弹性的计算难题。改进了系泊阻尼的计算方法,比较了水动力阻尼、土壤阻尼及材料结构阻尼的比重区别,给出了定性的比较结论。最后,文中研究了多点系泊FPSO在中国南海区域的动力响应,比较分析了不同系泊系统类型及采用不同材料的系泊系统对平台性能的影响。得到的结论为工业界提供了解决方案,为中国南海今后的资源利用、岛礁开发提供了技术储备。
王知谦,杨和振[3]（2014）在《深海J型铺管法管线触地区域动力响应研究》文中研究指明J型铺管法是深海管线铺设安装最先进的方法之一,研究铺设过程中管线受浮体运动和海洋环境载荷的动力响应影响,有助于认识和提高J型铺管法管线铺设的安全性。通过管线的静态整体构型分析得出其力学关键位置,并对其做时域动力响应计算,着重探讨了不同波浪情况、浮体垂荡和纵荡运动幅值,以及顶部张力参数对管线应力水平动力响应的影响。研究表明:触地区域是深海J型铺管法管线的应力响应最大位置;波浪水动力载荷对管线的直接影响作用较小;铺管船等浮体的垂荡运动对管线触地区域的力学影响显着,纵荡运动的影响略低于垂荡运动;管线顶部施加的张力越大,触地区域动力响应减小,但减小有限。
邹景涛[4]（2014）在《海底柔性管道铺设设计与分析技术研究》文中研究指明海底柔性管道的铺设是管道正式投入使用过程中最为关键的一个步骤,对于整个海底建设工程而言至关重要。水平式铺设方法因具有结构形式简单、耗资小以及铺设效率高等优点而得到广泛应用。水平式铺设过程中,上弯段管道部分是整个铺设线型中最危险的区域,其最容易发生的失效模式为径向挤压失效。本文应用自然悬链线理论,针对水平式铺设过程的整体线型,得到了上弯段管道的张力、曲率以及径向挤压力的理论表达式。之后,应用专业的海洋管道设计分析软件Orcaflex对水平式铺设过程进行了数值仿真,主要的研究内容及成果为：（1）不同铺设水深下,上弯段管道承受的径向挤压力的整体分布形式是一致的,这种分布形式几乎不受波浪方向和波浪高度的影响；并且随着水深的增加,径向挤压力呈现出比较明显的增加趋势。（2）在铺设水深和波浪高度一定的情况下,波浪方向对上弯段管道径向挤压力的分布影响较小,且在波浪方向为45°时,上弯段管道的径向挤压力最大。（3）在波浪高度为2.0米到2.5米左右的铺设工况下,上弯段管道的径向挤压力变化幅度较小；当波浪高度达到3.0米时,径向挤压力发生了比较明显的增加。实际中,管道铺设作业涉及到庞大的铺设系统,面临的海洋环境也十分复杂,因此整个系统的运动和受力都具有很强的非线性、耦合性和随机性,理论和数值分析方法很难对其进行完整准确的分析。本文进一步利用半物理仿真实验原理,开展了模拟铺设工况的实验。通过实验,得到的主要结论为：（1）在不同的海洋环境参数下,通过对上弯段管道部分中一点的径向挤压力的分析可知,实验测量结果与数值仿真结果具有较好的对应性,两者随着铺设水深、波浪方向以及波浪高度的不同而表现出比较一致的变化趋势。（2）在一定的海洋环境参数下,通过对上弯段管道部分同一点的径向挤压力的对比可知,数值解最大,理论解最小,而实验值介于理论解和数值解之间。
张向锋[5]（2014）在《深水S型铺设托管架基本设计关键力学问题研究》文中认为在深水海洋油气开发中,海底管道的铺设面临着巨大的挑战。对于大口径管道深水铺设,如果采用传统的S型铺设方法,管道的上弯段要承受很大的弯曲变形。为了克服这一问题,人们提出了J型铺设法的概念,但是J型铺设缺点是铺设效率很低。近年来,人们在深水大口径S型管道铺设方面取得了突破,其中关键在于托管架设计技术。然而,采用深水S型铺设仍存在很大的风险,尤其是深水托管架设计仍存在许多不确定的因素,特别是在基本设计层面。深水托管架包括主结构与辅助结构。主结构的作用是为管道的上弯段提供几何边界条件,也是托管架设计的主要研究工作。托管架主结构可以简化为一个曲梁结构,而梁的长度与刚度是基本设计关键参数。为了对保证管道上弯段的约束,托管架要有足的弧长,同时也要有足够的刚度。深水托管架的设计荷载主要有托辊载荷与船体运动引起的惯性载荷。大口径管道深水铺设的上弯段,通过托辊对托管架施加了很大的重力荷载,而船体运动导致了该荷载分布状态及幅值变化的不确定性；且托管架主要参数又与管道参数和张紧力相关,目前这些设计参量之间的相互关系尚无明确的表达式描述。这使得托管架设计缺少相应的分析及设计理论。针对托管架基本设计中涉及的复杂问题,本文首先分析了托管架基本参数与管道之间的关系。通过对下弯段分析,得到了其顶端设计张力及脱离角度的表达式,并以此为边界条件对上弯段分析,获得了上弯段管道与托管架基本设计参数之间的关系,得到了托管架基本参数设计模型,包括托管架曲率半径及长度,托辊几何参数,以及作用在托辊上的静载荷；通过将托管架结构刚度凝聚到基本设计中得到的离散点上,在这些点与管道之间设置间隙单元,得到了托管架结构设计刚度快速验证模型。这样利用数值分析解决了托管架基本设计中托管架几何参数、托管架刚度和管道之间的相互关系。其次,针对铺设时船体运动引起的动态接触以及托管架设计动荷载,提出了深水托管架子结构试验方法,将托管架及上弯段管道作为一个子结构,将下弯段管道及铺管船简化为该子结构的等效输入和集中质量,而不必考虑其具体物理模型,解决了深水托管架试验几何比尺选择的问题。利用该试验方法分析了托管架设计动载荷的分布状态,定义了动载荷放大因子,得到了既定船体运动下托管架设计载荷的放大因子包络,为托管架结构设计动载荷的选取提供了借鉴。最后,在模型试验的基础上,对托管架结构寿命进行了预测,并基于管道分析及托管架设计结论提出了基于托管架数值模型的管道铺设实时安全监测方案。该方案可通过采集实时铺设数据即时判断管道与托管架安全状态,这对于实际管道铺设工程具有重要的保障作用。通过数值分析及模型试验,解决了托管架基本设计过程中铺设参数之间的相互关系、托辊载荷等力学问题,制定了托管架设计流程,提出了实时铺设的安全监测及预警方案,形成了深水托管架设计及分析体系,为深水管道S型铺设技术及核心设备托管架设计提供了技术支持。
王德军[6]（2013）在《S型铺管船动力定位时域耦合分析》文中研究指明随着海洋石油的勘探、开发不断向深水发展，对油气开采、运输起关键作用的海底管道扮演着越来越重要的角色，而深水作业复杂性的增加，对管道铺设技术提出了更高的要求，深水安装和铺管技术也成为我国向深水油气田发展的主要障碍之一。因此，掌握深水铺管技术，是我国迈向深水油气田开发非常重要的一步。在常用的铺管技术中，S型管道铺设技术在深水管道铺设中有着较大的优势，是深水管道铺设的主流技术之一。本文着眼于深水S型铺管船，研究动力定位条件下的S型铺管船铺管作业时域耦合分析。围绕铺管船运动性能分析、动力定位性能分析、铺管船-托管架-铺设管道耦合对比分析、铺设管线受力特点及规律等方面进行研究。S型铺管船的运动性能分析。为了研究铺管船尾部托管架的安装对船舶运动性能的影响，文章基于三维辐射绕射势流理论，对比分析浅水和深水（500m、3000m）托管架的加装对铺管船水动力性能的影响，并利用近场和远场公式分别计算铺管船的二阶波浪力，探讨了两者的差异。一系列计算得到的船舶水动力参数提供时域模拟的输入量。S型铺管船动力定位性能分析。这里采用PID（比例、积分、微分）动力定位系统理论，编译动态链接库封装控制函数，从而实现对铺管船的运动控制。为了研究铺管作业时铺管船的动力定位性能，仅考虑船舶的低频运动，分析不同风浪流方向的铺管船的运动曲线和推力曲线，验证了调用动态链接库封装的动力定位控制函数实现对铺管船的实时控制的有效性。S型铺管作业的时域耦合模拟。铺管作业过程中，船舶-托管架-铺设管道可以看成一个复杂的动态的系泊系统。为了较好的模拟铺管状态，先探讨了托管架形式对管道安装应力、应变的影响，选取四个特征水深（145m、1175m、2000m、3000m），利用连续型托管架模型对托管架参数进行优化，然后创建四个水深下的铺管船-离散型托管架-铺设管道系统模型，在动力定位作用下实现铺管作业的耦合分析。分别利用非耦合方法和耦合分析方法模拟铺管作业，通过对比分析两者之间的差异，得出耦合分析方法的精确性和真实性。最后探讨总结了整个铺管作业过程中不同水深、不同环境条件下的S型铺设管道的受力特点和变化规律。
伦冠德[7]（2012）在《海洋管道海上对接关键技术研究》文中研究表明海洋管道对接技术是海洋管道铺设或管道维修过程中经常用到的一项重要技术，国外从上世纪50年代开始对海洋管道进行研究，到上世纪70年代达到高峰，在这段时期提出了一系列的模型和算法，并成功应用于工程实际。国内研究从上世纪80年代开始，主要集中于管道在竖直平面内的二维分析和动态研究。海洋管道对接研究中还存在管道与海床相互作用机理不明，管道接头屈曲模式与接头屈曲影响关系因素不清，管道整体变形及受力变化规律研究尚属空白，管道提吊沉放方案对管道对接施工的影响亟待解决等问题。针对管道海上对接研究中存在的问题，本文做了四方面的研究工作。（一）研究了海洋管道与海床相互作用机理，改进了粘性地基土与砂性地基土工况下管道沉降的计算方法，使其适用更加广泛。提出了砂土海床和粘土海床上的横向土抗力计算方法。采用非线性海床土计算模型研究埋设管道的轴向大变形，更符合工程实际，可有效提高计算的精度。建立了管土弹性滑动摩擦模型，并引入管土摩擦各向异性效应，该模型不仅能够提高计算收敛效率，而且更符合管土实际摩擦特性，能够更真实地模拟管道与海床相互作用关系。（二）对海洋管道对接接头的受力屈曲进行了研究。建立了管道接头的数值模型，探讨了管道接头屈曲分析的方法及屈曲模式。研究揭示了，管道屈曲的临界荷载和屈曲变形与管道的设计、接头的焊接、对接施工方式方法及管道在役运行在内的管道全寿命期过程密切相关，管道屈曲临界荷载和屈曲变形随着这些参数的不同而变化；管道循环加载作用会导致管道塑性变形与应力的叠加增长，从而明显降低了管道接头屈曲的临界荷载。（三）建立了管道对接过程的数值模型，并进行了验证。在建立数值模型的基础上，通过五种管道沉放方案研究了不同的沉放方法对管道最终形态和应力的影响。研究表明：管道沉放完成后的最终形态和弯矩分布对沉放过程十分敏感，沉放方案微小的差别会导致截然不同的沉放结果。海底管道沉放过程中管道的应力变化复杂，吊点释放的不协调极易导致管道局部出现应力峰值。为了得到良好的沉放效果，在管道下放初期应以工程船的侧移为主，在侧移后期应稍微减慢吊缆二的下放速度，这样可以避免最大弯矩发生在对接接口处。工程船侧移距离太小，将增大管道对接接口和下弯区的变形曲率，导致对应的弯矩增加。均匀的下放策略将导致管道水平面内弯矩的增加。揭示了定常水流、管土摩擦系数对管道形态及应力的影响。研究表明，纵向定常水流对管道对接过程的空间形态及应力分布影响较小，而横向水流则会造成管道挠度的变化及应力水平的增高，破坏作用十分明显。粗糙的海床对管道的侧移有阻碍作用，管土摩擦系数对管道沉放完成后的管道下弯区的弯矩分布影响较大，海床越粗糙，管道最终弯矩越大。通过管道海上对接数值模型研究，揭示了管道对接过程中最大应力的变化规律。研究表明：在提吊阶段管道应力迅速增大到较高应力水平；在管端调平对接阶段管道最大应力变化较小，并呈近似线性上升，整体应力水平保持在管道提吊后期的较高应力状态；沉放阶段管道最大应力存在较大波动，并可能出现应力峰值，但管道整体最大应力呈下降状态。（四）基于通用有限元软件建模复杂，计算用时长且不易收敛。依托胜利油田勘探设计研究院项目“海底管道海上对接技术数值模拟及软件开发”，自主研发一套建模方便、计算快捷，方便工程应用的海底管道对接仿真软件。可以方便计算管道变形及应力，确定吊点位置及高度，优化设计及施工方案。
马小燕[8]（2012）在《深水S型铺管作业中管线受力计算研究》文中提出目前，海底管道的铺设主要依靠铺管船完成。为了避免铺管作业过程中管道悬跨段发生屈服或断裂，保证作业安全及提高作业效率，开展管道变形及受力分析是十分必要的。本文以S型铺管为研究对象，主要开展了以下几方面的工作：首先，本文对国内外的相关现状特别是S型铺管方面的研究现状进行了详细的分析和论述，将管道模型细分为上弯段、中间段及下弯段；然后分别采用梁的弯曲理论及刚悬链线理论作为计算中间段及下弯段内力分布的基本理论，同时将管道上弯段简化为一条理想圆弧；在此基础上应用Matlab对静力分析过程进行了数值模拟，开发了计算分析程序，并将开发程序的计算结果与前人利用OFFPIPE专业软件所计算的结果进行了对比分析，证实了编制程序的可用性；在算例的对比分析之后对深水S型铺管中关键性的参数做了一些参数敏感性分析，找出了深水S型铺管的受力特点和变化规律。本文在静力计算的基础上，利用Morison公式计算海流和波浪对海底管道的作用力，进而计算分析流速大小及波浪作用对海底管道铺设形态和内力分布的影响；在此基础上，计入船舶运动对铺管作业的影响，将铺管船运动简化为一维垂荡运动，并利用Newmark-β法对海底管道的动力响应作了时程分析。
上官丽红[9]（2011）在《深水钢悬链式立管S型铺设方法分析研究》文中指出深水钢悬链式立管的铺设方法主要有两种:J型铺设和S型铺设。其中S型铺设由于其能够较为有效的保证焊缝质量且铺管速度较快而受到青睐,逐渐的由浅水海域向深海发展。本文利用广泛应用于海洋管线的强度、疲劳以及相关的安装铺设等方面计算的有限元软件OrcaFlex进行深水钢悬链式立管的S型铺设分析。主要的研究内容及成果概括如下:（1）介绍了钢悬链式立管的主要铺设方法,总结了近几年国内外深水立管铺设的主要工程实例中所采用的铺设方法以及铺设水深等。（2）在不同条件下对立管的S型铺设状态进行分析计算,讨论对比了托管架参数、铺设水深以及立管内部介质不同时立管受力状态所表现出来的差异,特别是荷载较为复杂的上弓段。立管上弓段是立管与托管架之间的多点连续支撑,局部的应力/应变将会发生突变,本文通过计算分析详细讨论了立管与托辊相互作用的特点以及控制方法。（3）本文详细讨论了立管内部介质所带来的影响。根据DNV以及API相关规范从理论上分析了内部介质影响的实质,并通过软件分析了立管内部介质分别为空气和海水时立管受力状态以及所需张紧力的不同。综合二者的优劣性,本文提出了部分充水的铺设方法并进行了分析。（4）经过分析,本文得到的主要结论有:a、水深越大,则托辊的反作用力即立管与托管架的相互作用力越大;b、当立管入水角较小时,应尽量控制张紧力,使得立管与托管架的分离点高于托管架末端,以避免发生应变/应力上的较大突变;c、在进行安装铺设分析时,若托管架已不适用需要调整时,应该优先考虑增大托管架的长度而非减小入水角;d、立管与托辊的相互作用一般在第一个托辊以及分离点附近的托辊处作用力最大,而在中间区段的荷载相对较小;e、采用部分充水的方法对立管进行铺设安装,不仅能够有效的降低立管壁厚的要求,节约成本,还能在一定程度上降低对设备的要求,同时,也使得托管架具有更广泛的适用性（更大的适用水深等）。本文的创新点在于:（i）、利用弹簧模拟托管架与立管的相互作用,立管表现出多点支撑的受力特点,与实际状况相符;（ii）比较了立管内部介质分别为空气和海水时在规范理论以及实际的受力特点上所表现出来的差异;（iii）总结内部介质分别为空气和海水时二者的优缺点,提出了部分充水的铺设方法,并进行了相关的计算分析。
郑长新[10]（2011）在《深水悬链锚泊线疲劳性能评估》文中认为由于世界范围内人们对石油天然气资源的需求量日益增加及陆地资源的日渐枯竭,人们将目光转向了海洋尤其是深海领域。进行深海油气资源开采的深海平台是由锚泊系统固定在某固定海域进行生产作业的。锚泊系统主要部分是由锚泊线构成的,近年来对锚泊线疲劳问题的研究较少。深海平台由于恶劣的海洋环境尤其是波浪荷载的作用而产生剧烈的不断变化的运动响应,因此锚泊线内产生交变应力。随着锚泊线内交变应力循环次数的增加,将会产生锚泊线的疲劳损伤。近些年发生过由于锚泊线疲劳损伤导致平台受损的事例,因此,对锚泊线进行疲劳性能评估显得十分重要。Spar平台作为主流深海平台型式之一在深海油气钻采中已得到充分的研究和发展,锚泊系统的锚泊线是Spar平台的重要构成部件。目前,国内外关于锚泊线疲劳性能方面的研究较少。本文研究的目的是为锚泊线的疲劳性能分析、设计和评估提供一个合理的计算方法,希望能为深水锚泊系统设计提供参考依据,为深水钻采设备的发展提供重要的理论基础和技术支持。本文以深吃水多立柱平台的单根锚泊线为对象进行疲劳性能研究,采用钢链—钢索—钢链三段组成的悬链式锚泊线。所选海况条件为南海某海域,主要考虑风、浪、流作用,入射角方向分别为0°和90°,每组长期海况条件各分为56个短期海况。基于三维绕射理论计算平台主体波浪力,得到平台总体运动响应时程。基于非线性有限元方法计算锚泊线的动力响应。选取锚泊线上端钢链与上部结构、钢索与钢链的链接点,采用雨流计数法对其应力时程曲线计数得到56个短期海况下的疲劳荷载谱。根据Miner线性累计损伤理论,对56个短期海况的疲劳损伤进行线性累积,分别得到三个危险链接点在长期海况下的疲劳损伤,对锚泊线的疲劳性能进行评估。研究结果表明,锚泊线上端钢链与上部结构、钢索与下端钢链的链接点都是容易疲劳的危险点,应采取必要的措施以避免这些位置由于疲劳损伤而引起的失效破坏。
二、海底坡度和张力对浅海大直径管线铺设的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海底坡度和张力对浅海大直径管线铺设的影响（论文提纲范文）
（1）深水S型铺设上弯段管道与托管架耦合作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 管道铺设技术与关键装备 |
| 1.2.1 海底管道铺设方法 |
| 1.2.2 S型铺管过程与关键装备 |
| 1.2.3 S型铺管船 |
| 1.3 S型管道铺设问题的研究现状 |
| 1.3.1 S型管道铺设的力学失效模式研究 |
| 1.3.2 铺设过程的非线性荷载作用研究 |
| 1.3.3 管道的铺设形态和力学响应研究 |
| 1.3.4 托管架铺管作业的结构安全研究 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 基于分段解析法的S型管道铺设形态分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 管道的控制方程与求解方法 |
| 2.2.1 垂弯段 |
| 2.2.2 直弯段 |
| 2.2.3 上弯段 |
| 2.2.4 管道形态的计算流程 |
| 2.3 不同铺设参数对管道铺设形态设计的影响 |
| 2.3.1 本文方法的有效性验证 |
| 2.3.2 铺设水深的影响 |
| 2.3.3 管道外径的影响 |
| 2.3.4 管道壁厚的影响 |
| 2.3.5 托管架曲率的影响 |
| 2.3.6 托辊间距的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 上弯段管道与托辊箱非线性接触问题分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 管道与固定式托辊箱的接触分析 |
| 3.2.1 S型铺设的有限元模型 |
| 3.2.2 位移约束和荷载条件 |
| 3.2.3 管道与托辊的接触性质 |
| 3.2.4 数值模型的有效性验证 |
| 3.3 管道与可旋转托辊箱的接触分析 |
| 3.3.1 管道铺设模型修正 |
| 3.3.2 管道与托辊箱的接触行为 |
| 3.3.3 托辊箱对上弯段的合接触力 |
| 3.3.4 上弯段的应力集中与应变分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于动力子结构实验方法的托辊荷载分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 动力子结构实验方法 |
| 4.2.1 S型铺设过程的实验模拟 |
| 4.2.2 模型实验的基本假定 |
| 4.2.3 模型与原型的相似关系 |
| 4.3 模型实验平台 |
| 4.3.1 托管架模型 |
| 4.3.2 管道模型 |
| 4.3.3 六自由度运动平台 |
| 4.3.4 运动控制系统 |
| 4.3.5 数据采集系统 |
| 4.4 模型实验结果及分析 |
| 4.4.1 S型铺设的静力实验 |
| 4.4.2 S型铺设的动力实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 托管架动力铺设的解耦分析方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 托管架的解耦分析模型 |
| 5.2.1 托管架的有限元模型 |
| 5.2.2 位移约束与运动传递 |
| 5.2.3 静力/动力铺设荷载 |
| 5.2.4 托管架动力铺设的时域分析 |
| 5.3 静力/动力铺设的托管架结构响应 |
| 5.3.1 静力铺设 |
| 5.3.2 动力铺设 |
| 5.4 托管架动力铺设的安全评估 |
| 5.4.1 拉弯构件的设计要求 |
| 5.4.2 压弯构件的设计要求 |
| 5.4.3 托管架结构的安全评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 托管架关键连接构件的疲劳分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 托管架的疲劳分析方法 |
| 6.2.1 连接构件的S-N曲线 |
| 6.2.2 管形节点的热点应力 |
| 6.2.3 雨流循环计数 |
| 6.2.4 Miner累积损伤理论 |
| 6.3 托管架的疲劳分析结果 |
| 6.3.1 关键连接构件的疲劳损伤 |
| 6.3.2 托管架使用寿命预测 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）深海张紧式系泊系统及其与海底锚基的相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 深海平台的发展与应用 |
| 1.3 张紧式系泊系统的发展与应用 |
| 1.4 张紧式系泊系统的研究进展 |
| 1.4.1 面临的问题 |
| 1.4.2 系泊系统研究方法 |
| 1.4.3 链土作用问题研究进展 |
| 1.4.4 合成缆力学特性研究进展 |
| 1.4.5 系泊系统阻尼的研究进展 |
| 1.5 本论文的主要工作和创新点 |
| 1.5.1 研究目标及拟解决的关键问题 |
| 1.5.2 本论文的研究内容和方法 |
| 1.5.3 本论文的主要创新点 |
| 第二章 张紧式系泊缆与海底相互作用试验研究 |
| 2.1 试验布置 |
| 2.2 砂土属性测量试验 |
| 2.2.1 直剪试验 |
| 2.2.2 压缩试验 |
| 2.2.3 静力触探试验 |
| 2.3 相似关系 |
| 2.4 试验内容 |
| 2.4.1 整根系缆模型试验 |
| 2.4.2 局部模型试验 |
| 2.5 整根系缆试验结果分析 |
| 2.5.1 导缆孔的波频和低频运动对海底土壤的影响对比 |
| 2.5.2 系泊载荷随时间的变化研究 |
| 2.5.3 组合运动对系泊载荷的影响研究 |
| 2.6 局部模型试验结果分析 |
| 2.6.1 锚链与砂土表面的摩擦系数 |
| 2.6.2 系泊缆循环载荷变化 |
| 2.6.3 系泊缆载荷的折减系数 |
| 2.6.4 运动幅值、周期对系泊缆载荷的影响 |
| 2.6.5 组合运动对系泊缆载荷的影响 |
| 2.7 锚链-土壤相互作用过程机理探究 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 系泊缆动力计算理论 |
| 3.1 平台与系泊系统的耦合动力响应计算 |
| 3.1.1 势流理论 |
| 3.1.2 时域耦合运动方程 |
| 3.2 集中质量法 |
| 3.2.1 线性拉力 |
| 3.2.2 非线性和粘弹性模型 |
| 3.2.3 浸没重量 |
| 3.2.4 流体粘性力 |
| 3.2.5 弹塑性土壤力模型 |
| 3.2.6 数值求解方法 |
| 3.3 计算结果的验证 |
| 3.3.1 土壤中的锚链 |
| 3.3.2 悬在水中的锚链 |
| 3.3.3 整根系泊缆耦合作用验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑土壤作用的张紧式系泊缆动力特性 |
| 4.1 顶部激励下土壤内锚链的变化 |
| 4.1.1 张紧式系泊缆和土壤参数 |
| 4.1.2 单向拖曳运动结果 |
| 4.1.3 正弦振荡运动结果 |
| 4.1.4 不同土壤参数的敏感性分析 |
| 4.2 张紧式系泊缆的棘轮效应 |
| 4.3 弹性边界法 |
| 4.3.1 弹性边界法的定义 |
| 4.3.2 弹性边界法的应用 |
| 4.4 张紧式系泊缆的简化考虑 |
| 4.4.1 不同静态属性对比 |
| 4.4.2 动力响应的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 张紧式系泊缆的非线性和粘弹性研究 |
| 5.1 材料属性参数 |
| 5.2 合成缆的非线性、粘弹性研究 |
| 5.2.1 系泊缆参数和布置 |
| 5.2.2 系泊缆的动力响应 |
| 5.2.3 系泊缆的能量耗散 |
| 5.3 系泊缆动力响应对波频运动的敏感性 |
| 5.4 三种合成缆材料的动力响应对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 张紧式系泊系统的阻尼特性 |
| 6.1 系泊阻尼计算方法 |
| 6.1.1 文献中的计算方法 |
| 6.1.2 本文提出的计算方法 |
| 6.2 数值方法的验证 |
| 6.2.1 与模型实验结果对比验证 |
| 6.2.2 与文献结果对比验证 |
| 6.3 拖曳力产生系泊阻尼 |
| 6.3.1 截断系泊系统和全水深系泊系统的阻尼贡献 |
| 6.3.2 系泊缆张力对阻尼耗散的影响 |
| 6.4 海底土壤阻尼 |
| 6.4.1 振荡周期对于阻尼系数的影响 |
| 6.4.2 振荡幅值对于阻尼系数的影响 |
| 6.4.3 垂直平面内运动对阻尼系数的影响 |
| 6.5 合成缆材料结构阻尼 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 多点系泊系统FPSO的动力响应研究 |
| 7.1物理模型实验 |
| 7.1.1 实验布置 |
| 7.1.2 静水衰减实验结果 |
| 7.1.3 FPSO的频域响应 |
| 7.2 悬链线系泊和张紧式系泊对FPSO运动的影响 |
| 7.2.1 系泊缆形态的区别 |
| 7.2.2 阻尼的区别 |
| 7.2.3 FPSO运动的区别 |
| 7.3 采用不同材料的系泊系统对FPSO动力响应的影响 |
| 7.3.1 系泊系统刚度曲线对比 |
| 7.3.2 衰减曲线的对比 |
| 7.3.3 时域运动响应对比 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要的研究工作及结论 |
| 8.2 进一步研究工作与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（3）深海J型铺管法管线触地区域动力响应研究（论文提纲范文）
| 1 深海J型铺管法管线动力分析相关原理 |
| 1.1 海洋环境水动力载荷 |
| 1.2 深海J型铺管法管线等效应力计算 |
| 2 深海J型铺管法管线时域动力响应分析 |
| 2.1 J型铺管法计算模型及模型简化 |
| 2.2 深海J型铺管法管线静力分析及危险截面位置的选取 |
| 2.3 深海J型铺管法管线动力响应参数化分析 |
| 2.3.1 不同波浪工况下的动力响应 |
| 2.3.2 浮体垂荡运动的影响 |
| 2.3.3 浮体纵荡运动的影响 |
| 2.3.4 不同顶部张力下浮体垂荡运动的影响 |
| 3 结论 |
（4）海底柔性管道铺设设计与分析技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 海底柔性管道的应用与铺设 |
| 1.1 海底管道 |
| 1.1.1 海底柔性管道性能的优越性 |
| 1.1.2 海底柔性管道应用的广泛性 |
| 1.1.3 海底管道铺设的重要性 |
| 1.2 海底柔性管道的铺设方法 |
| 1.2.1 水平式铺设 |
| 1.2.2 垂直式铺设 |
| 1.2.3 卷管式铺设 |
| 1.3 海底柔性管道铺设的发展趋势 |
| 1.4 海底柔性管道铺设设计规范及标准 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 2 柔性管道铺设设计 |
| 2.1 柔性管道铺设流程设计 |
| 2.1.1 起始铺设阶段 |
| 2.1.2 正常铺设阶段 |
| 2.1.3 终止铺设阶段 |
| 2.2 柔性管道铺设装备的设计 |
| 2.2.1 下水桥设计 |
| 2.2.2 张紧器设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 柔性管道铺设的理论和数值分析 |
| 3.1 分析对象 |
| 3.2 上弯段管道在铺设过程中的失效模式 |
| 3.2.1 拉伸失效 |
| 3.2.2 弯曲失效 |
| 3.2.3 径向挤压失效 |
| 3.3 理论分析方法 |
| 3.3.1 自然悬链线理论 |
| 3.3.2 上弯段管道径向接触力计算 |
| 3.4 实际铺设工况的数值分析 |
| 3.4.1 Orcaflex 软件介绍 |
| 3.4.2 随机波浪理论 |
| 3.4.3 铺管船运动 |
| 3.4.4 分析工况 |
| 3.4.5 数值模型及分析结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 模拟铺设工况实验 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验原理 |
| 4.3 实验工况 |
| 4.3.1 模型缩尺比的选择 |
| 4.3.2 实验工况 |
| 4.4 实验模型 |
| 4.4.1 下水桥模型 |
| 4.4.2 管缆模型 |
| 4.5 测量方案 |
| 4.5.1 径向刚度测量 |
| 4.5.2 径向挤压力测量 |
| 4.6 实验结果及结论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）深水S型铺设托管架基本设计关键力学问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| TABLES OF CONTENTS |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 管道铺设技术及其关键装备 |
| 1.2.1 油气运输 |
| 1.2.2 管道铺设 |
| 1.2.3 铺管船 |
| 1.2.4 托管架 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 管道铺设能力设计分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铺管分析 |
| 2.3 算例 |
| 2.4 参数分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 托管架基本设计参数分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 上弯段模型 |
| 3.3 参数分析 |
| 3.4 托管架设计算例 |
| 3.5 小结 |
| 4 托管架结构设计刚度验证分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 子结构方程 |
| 4.3 接触边界条件 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 深水托管架试验方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 子结构试验设计分析 |
| 5.2.1 假设条件 |
| 5.2.2 托管架 |
| 5.2.3 管道 |
| 5.2.4 铺管船运动模拟 |
| 5.3 试验模型相似性分析 |
| 5.3.1 几何相似 |
| 5.3.2 动力相似 |
| 5.4 子结构试验系统模型设计 |
| 5.4.1 试验模型设计 |
| 5.4.2 控制系统设计 |
| 5.4.3 数据采集方案设计 |
| 5.5 模型试验 |
| 5.5.1 静力试验 |
| 5.5.2 动力试验 |
| 5.6 数据分析 |
| 5.6.1 静力试验分析 |
| 5.6.2 动力试验分析 |
| 5.7 小结 |
| 6 托管架寿命分析及实时监测方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 托管架疲劳损伤模型 |
| 6.3 托管架疲劳寿命分析 |
| 6.3.1 铺设环境载荷 |
| 6.3.2 托管架疲劳寿命评估 |
| 6.4 托管架实时监测方案研究 |
| 6.4.1 托管架几何状态监测 |
| 6.4.2 拉力/压力监测 |
| 6.4.3 铺设深度及海底形貌监测 |
| 6.4.4 管道屈曲监测 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）S型铺管船动力定位时域耦合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 S 型铺管船的发展历程 |
| 1.3 S 型铺管技术研究进展 |
| 1.3.1 S 型铺管船运动耦合理论研究 |
| 1.3.2 S 型铺设悬垂状管线理论研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数值分析的理论基础 |
| 2.1 势流理论 |
| 2.1.1 基本方程及边界条件 |
| 2.1.2 频域分析理论 |
| 2.1.3 时域分析理论 |
| 2.2 S 型铺设管道结构计算理论 |
| 2.2.1 集中质量法 |
| 2.2.2 铺设管道应力校核 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 深水 S 型铺管船数值分析 |
| 3.1 船体水动力建模 |
| 3.2 水动力频域结果分析 |
| 3.2.1 托管架对船体运动幅值影响分析 |
| 3.2.2 二阶波浪力计算结果对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 S 型铺管船动力定位性能分析 |
| 4.1 S 型铺管船定位系统的发展 |
| 4.2 PID 控制理论 |
| 4.3 动力定位实例模拟 |
| 4.3.1 算例模型参数 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 S 型铺管船动力定位性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 动力定位条件下 S 型铺管时域耦合分析 |
| 5.1 铺管模型的建立 |
| 5.1.1 模型描述 |
| 5.1.2 环境条件 |
| 5.2 不同铺设水深的托管架参数优化 |
| 5.3 S 型铺管船作业时域耦合模拟 |
| 5.3.1 耦合与非耦合时域对比分析 |
| 5.3.2 S 型铺设管道计算结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）海洋管道海上对接关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文创新点摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 海洋管道对接技术概述 |
| 1.3 海洋管道对接技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 海洋管道对接力学分析研究现状 |
| 1.3.2 海洋管道与海床相互作用研究现状 |
| 1.3.3 海洋管道对接失稳或屈曲研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及技术路线 |
| 第2章 海洋管道结构及载荷分析 |
| 2.1 管道结构分析 |
| 2.1.1 单层管结构 |
| 2.1.2 双层管结构 |
| 2.2 管道载荷 |
| 2.2.1 安装载荷 |
| 2.2.2 环境载荷 |
| 2.3 海洋管道的设计与计算 |
| 2.3.1 允许的最小管道弯曲半径 |
| 2.3.2 管道施工过程的应力分析 |
| 2.3.3 管道强度计算 |
| 2.3.4 稳定性计算分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海洋管道与海床作用机理分析 |
| 3.1 管土相互作用机理 |
| 3.1.1 垂向管土作用机理 |
| 3.1.2 侧向管土作用机理 |
| 3.1.3 轴向管土作用机理 |
| 3.2 海床土体刚度计算 |
| 3.2.1 静态土体刚度 |
| 3.2.2 大位移动态土体刚度 |
| 3.2.3 小位移动态土体刚度 |
| 3.3 海底管道与海床的摩擦 |
| 3.3.1 管土弹性滑动摩擦 |
| 3.3.2 管土正交各向异性摩擦特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 海洋管道接头屈曲分析 |
| 4.1 屈曲分析方法 |
| 4.1.1 特征值屈曲分析 |
| 4.1.2 非线性有限元屈曲分析 |
| 4.2 管道接头受力与有限元分析 |
| 4.2.1 管道接头受力分析 |
| 4.2.2 管道接头有限元模型 |
| 4.3 接头屈曲的模式 |
| 4.4 单调加载下管道参数对接头屈曲的影响 |
| 4.5 循环加载对管道接头屈曲的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 海洋管道对接过程空间形态及受力研究 |
| 5.1 管道对接过程受力与变形分析 |
| 5.1.1 海洋管道提吊受力分析 |
| 5.1.2 海洋管道沉放受力分析 |
| 5.1.3 离地点附近管道受力分析 |
| 5.2 管道海上对接有限元建模及计算方法 |
| 5.2.1 有限元模型 |
| 5.2.2 环境载荷 |
| 5.2.3 有限元分析方法 |
| 5.2.4 管道对接非线性有限元求解方法 |
| 5.3 有限元模型验证 |
| 5.4 沉放技术方案对管道受力的影响 |
| 5.4.1 沉放方案分析 |
| 5.4.2 沉放过程管道应力变化 |
| 5.4.3 沉放方案对管道最终状态影响 |
| 5.5 海流及摩擦对管道对接的影响 |
| 5.5.1 纵向水流的影响 |
| 5.5.2 侧向水流的影响 |
| 5.5.3 海床摩擦对管道对接的影响 |
| 5.6 海洋管道对接过程空间形态及应力变化 |
| 5.6.1 载荷施加方法及分析过程 |
| 5.6.2 结果数据分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 仿真软件研发及管道对接方案优化 |
| 6.1 数值微分算法模型及求解方法 |
| 6.1.1 力学模型 |
| 6.1.2 边界条件 |
| 6.1.3 数值迭代求解方法 |
| 6.2 海洋管道对接仿真软件研发 |
| 6.2.1 前处理模块 |
| 6.2.2 求解器模块 |
| 6.2.3 后处理模块 |
| 6.3 不同数值分析方法结果的比较 |
| 6.3.1 模型参数 |
| 6.3.2 结果对比 |
| 6.4 软件对方案的校核及优化 |
| 6.4.1 管道强度校核 |
| 6.4.2 对接方案的优化 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的研究成果 |
| 参与科研项目 |
| 发表的论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）深水S型铺管作业中管线受力计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的背景及研究意义 |
| 1.2 海底管道铺设方法 |
| 1.2.1 拖曳式铺管法 |
| 1.2.2 铺管船法 |
| 1.3 深水海底管道 S 型铺设研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 深水海底管道 S 型铺设计算理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 深水 S 型铺管常用的几种数值求解法 |
| 2.3 管道受力分析 |
| 2.3.1 自然悬链线法 |
| 2.3.2 刚悬链线法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海底管道计算程序设计与实现 |
| 3.1 计算程序需求设计分析 |
| 3.2 深水 S 型海底管道计算程序设计 |
| 3.2.1 MATLAB 介绍 |
| 3.2.2 海底管道计算程序流程图 |
| 3.2.3 刚悬链线法编程步骤 |
| 3.2.4 刚悬链线法编程框图 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 深水 S 型铺管算例分析对比验证及参数敏感性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 对比验证 |
| 4.2.1 1000m 水深铺管 |
| 4.2.2 2000m 水深铺管 |
| 4.2.3 3000m 水深铺管 |
| 4.3 参数敏感性分析 |
| 4.3.1 水深变化对深水 S 型铺管的敏感性分析 |
| 4.3.2 壁厚变化对深水 S 型铺管的敏感性分析 |
| 4.3.3 托管架半径对深水 S 型铺管的敏感性分析 |
| 4.3.4 许用应变对深水 S 型铺管的敏感性分析 |
| 4.3.5 管道初始倾角对深水 S 型铺管的敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 深水 S 型铺管动力响应分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 管道上的波流载荷 |
| 5.2.1 海底管道的区段划分 |
| 5.2.2 波浪理论 |
| 5.2.3 波浪载荷 |
| 5.2.4 海流载荷 |
| 5.2.5 Morison 中系数的选择 |
| 5.3 波流作用下管道受力分析 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.4.1 波浪对 S 型铺管的影响 |
| 5.4.2 海流流速对 S 型铺管的影响 |
| 5.5 铺管船运动对 S 型铺管的影响 |
| 5.5.1 铺管船运动 |
| 5.5.2 管道运动控制方程 |
| 5.5.3 非线性有限元法 S 型铺管分析理论 |
| 5.5.4 深水 S 型铺管作业中管道动力响应运动分析 |
| 5.5.5 计算流程 |
| 5.5.6 管道动力响应算例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（9）深水钢悬链式立管S型铺设方法分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 深海油气开发现状 |
| 1.2 立管铺设方法发展进程 |
| 1.3 深水立管安装关键技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 SCR 铺设方法概述 |
| 2.1 S 型铺设法 |
| 2.2 J 型铺设法 |
| 2.3 卷筒铺设法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 相关理论规范以及软件介绍 |
| 3.1 设计标准 |
| 3.1.1 外压设计标准 |
| 3.1.2 弯矩设计标准 |
| 3.1.3 弯矩和外压组合设计标准 |
| 3.1.4 弯矩、外压和轴力组合设计标准 |
| 3.1.5 有效轴力设计标准 |
| 3.1.6 扩展屈曲设计标准 |
| 3.1.7 累积塑性应变设计标准 |
| 3.2 ORCAFLEX 软件介绍 |
| 3.2.1 单元类型 |
| 3.2.2 分析方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钢悬链式立管 S 型铺设分析 |
| 4.1 分析参数 |
| 4.1.1 立管参数 |
| 4.1.2 材料 |
| 4.1.3 环境条件 |
| 4.1.4 设备条件 |
| 4.2 S 型铺设 |
| 4.2.1 不同的托管架弯曲半径 |
| 4.2.2 不同的安装水深 |
| 4.2.3 不同的立管内部介质 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 部分充水立管 S 型铺设分析 |
| 5.1 内部介质的影响 |
| 5.2 部分充水立管铺设分析 |
| 5.3 铺设情况汇总 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
（10）深水悬链锚泊线疲劳性能评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究的背景和理论意义 |
| 1.2 国内外研究概况及发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 2 锚泊系统概念及疲劳评估的基本理论与方法 |
| 2.1 海洋平台锚泊系统的基本概念 |
| 2.1.1 锚泊系统概念及分类 |
| 2.1.2 永久性锚泊系统和移动式锚泊系统 |
| 2.1.3 Spar平台锚泊系统介绍 |
| 2.1.4 锚泊线介绍 |
| 2.1.5 深吃水多立柱平台及其锚泊系统介绍 |
| 2.2 海洋工程疲劳分析的基本理论与方法 |
| 2.2.1 疲劳累积损伤理论 |
| 2.2.2 基于Paris裂纹扩展法则的断裂力学方法 |
| 2.2.3 疲劳分析方法的优缺点 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 海况环境载荷 |
| 3.1 海况环境荷载介绍 |
| 3.1.1 风 |
| 3.1.2 浪 |
| 3.1.3 流 |
| 3.2 海况条件选择 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 锚泊线动力响应分析 |
| 4.1 浮体运动响应 |
| 4.1.1 频域方法 |
| 4.1.2 时域方法 |
| 4.1.3 综合时域和频域方法 |
| 4.2 三维绕射理论计算平台主体波浪力及浮体运动响应 |
| 4.3 锚泊线运动响应 |
| 4.3.1 准静态分析 |
| 4.3.2 动态分析 |
| 4.4 基于时域的锚泊线动力分析 |
| 4.5 锚泊线应力—时间历程曲线 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 锚泊线的疲劳性能评估 |
| 5.1 锚泊系统的疲劳抗性 |
| 5.1.1 拉-拉疲劳 |
| 5.1.2 弯-拉疲劳和自由弯曲疲劳 |
| 5.2 疲劳分析 |
| 5.2.1 雨流计数法 |
| 5.2.2 疲劳荷载谱 |
| 5.2.3 校核点疲劳损伤结果计算及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、海底坡度和张力对浅海大直径管线铺设的影响（论文参考文献）
- [1]深水S型铺设上弯段管道与托管架耦合作用研究[D]. 梁辉. 大连理工大学, 2019(08)
- [2]深海张紧式系泊系统及其与海底锚基的相互作用研究[D]. 熊凌志. 上海交通大学, 2017(08)
- [3]深海J型铺管法管线触地区域动力响应研究[J]. 王知谦,杨和振. 海洋技术学报, 2014(05)
- [4]海底柔性管道铺设设计与分析技术研究[D]. 邹景涛. 大连理工大学, 2014(07)
- [5]深水S型铺设托管架基本设计关键力学问题研究[D]. 张向锋. 大连理工大学, 2014(07)
- [6]S型铺管船动力定位时域耦合分析[D]. 王德军. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [7]海洋管道海上对接关键技术研究[D]. 伦冠德. 中国石油大学（华东）, 2012(06)
- [8]深水S型铺管作业中管线受力计算研究[D]. 马小燕. 哈尔滨工程大学, 2012(03)
- [9]深水钢悬链式立管S型铺设方法分析研究[D]. 上官丽红. 中国海洋大学, 2011(04)
- [10]深水悬链锚泊线疲劳性能评估[D]. 郑长新. 大连理工大学, 2011(09)