王小东,郭海燕,高秦岭,孟 丹

(中国海洋大学工程学院,山东青岛266100)

研究简报

钢悬链线立管触地点区域管土相互作用的有限元分析

王小东,郭海燕,高秦岭,孟 丹

(中国海洋大学工程学院,山东青岛266100)

由于钢悬链线立管具有非线性特性,而海床土体又是软黏土,因此钢悬链线立管触地区域的管土的相互作用十分复杂。根据国外相关试验数据,采用ANSYS中的非线性弹簧单元模拟海床土体,考虑海床土体刚度退化和土吸力对管道的作用,建立海底管道拟静力有限元计算模型,计算分析管道与海床土体的相互作用,并探讨管道触地点区域关键点在顶端升沉运动下弯矩的变化规律,为进一步研究SCR与海床的动力相互作用提供参考。

钢悬链线立管(SCR);土体吸力;ANSYS有限元分析

随着海洋石油天然气需求量的增加,深海油气资源开发中一种新型的立管结构钢悬链线立管(SCR)正被广泛用于各种深水开发项目中。

触地点(TDP)是钢悬链线立管最初与海床接触部位,是悬垂段和拖地段的连接点,也是发生疲劳破坏可能性较大的位置。当SCR的悬垂段顶端随上部浮体运动时,其拖地段将与海床土体发生相互作用。在拖地段的反复作用下,海床土体将形成沟槽,而沟槽的形成对SCR的拔出平面运动有较大影响。在沟槽形成的过程中,管线的运动将受到土的阻力作用,其中,阻力的大小取决于海底土的刚度,因而海底土刚度对SCR触地区域的疲劳寿命有较大的影响[1]。……