杨钰城　杨志勋　卢青针　阎军　岳前进

摘要： 针对钢管脐带缆安装铺设时张紧器挤压力的选择问题，建立钢管脐带缆二维有限元模型，在总挤压力一定时对比不同形式（两履带式、三履带式及四履带式）张紧器下脐带缆关键构件钢管内部应力状态及缆体截面变形情况，发现四履带式作用下的脐带缆不易破坏.探究安装过程中脐带缆在不同截面位置角情况下内部钢管的应力变化和变形，并基于最危险位置角求得脐带缆所能承受的最大挤压力.该分析方法和结果可为脐带缆安装的实际工程提供参考.

关键词： 脐带缆； 安装铺设； 张紧器； 挤压力； 数值模拟

中图分类号： TE53；TB115.1文献标志码： B

Abstract： To achieve the appropriate choice of crushing force during the installation of steeltube umbilical cable， the 2D finite element models of steelpipe umbilical cable are established， then the inner stress state of steel tube of key component and the crosssectional deformation of umbilical cable are analyzed and compared among twotrack， threetrack and fourtrack tensioners when the total crushing force is the same. It can be found that the umbilical cable would be more uneasy to yield under fourtrack loading method. Moreover， the internal stress and deformation of steel tube are discussed under different crosssectional position angles. At the same time， the maximum crushing load is calculated based on the most dangerous position angle when the steel tube reaches the yield. The analysis method and results can provide reference for the practical installation of umbilical cable.

Key words： umbilical cable； installation； tensioner； crushing force； numerical simulation

0引言

我国海洋油气资源储量丰富，且约有70%分布于深海海域，但是，深海油气开采具有高难度、高风险等特点.为更好地开发利用这些资源，逐渐形成适用于上述环境的水下生产系统开发模式，整个系统需要不断从外界输入电力、液压动力并注入化学药剂，而且能够完成与水上平台数据的实时传输.海洋脐带缆是集上述功能于一体的关键装备.钢管脐带缆以其具有较强的抗压溃能力和较大的拉伸刚度等，成为诸多类型脐带缆中较为常用的一种形式.典型的钢管脐带缆结构见图1，其在深水铺设安装过程中通过配置于张紧器上的V型履带靴压紧并下放入水，见图2.

张紧器根据履带数量，可分为两履带式、三履带式和四履带式张紧器，不同类型的……