付图南，黄维平，曹淑刚，常 爽

（1. 中国海洋大学 山东省海洋工程重点实验室，山东 青岛 266100；2. 中能电力科技开发有限公司，北京 100034）

0 引 言

图1 LWR分段示意

在海洋石油开发系统中，立管系统是其最关键的组成部分之一，主要作用是实现海底井口与水面平台之间的油气传输[1-2]。在众多立管系统中，柔性立管以其优异的水动力性能广泛应用于深水油气开发等领域中。缓波形悬链线立管（Lazy-Wave Flexible Riser，LWR）是一种特殊的悬链线立管，其优点是可有效解决悬链线立管在触地点的受压和疲劳问题。一般来说，一个典型的LWR包括3个分段，每个分段都可看作是一段悬链线，可分别称之为上悬链线段、浮体段和下悬链线段（见图1）。

浮筒式单点（Centenary Anchor Leg Mooring，CALM）及其立管长期作用于波浪和海流荷载下，波浪的循环作用会使结构产生浪致疲劳，而一定流速的海流则会在立管两侧交替形成旋涡，进而造成立管产生涡激振动，此时产生的疲劳即为流致疲劳。针对柔性立管的疲劳损伤分析，目前国内外海洋工程领域均已取得一定的研究成果。SKEIE等[3]建立螺旋层的疲劳分析数学模型，该模型允许将整体响应直接加到柔性管截面上进行分析，考虑摩擦力和层间滑移对疲劳寿命的影响。YANG等[4]采用经验正交函数（Empirical Orthogonal Functions，EOF）简化测量得到的流速数据，预测立管的涡激振动疲劳损伤。HOWELLS等[5]研究钻探立管的涡激振动疲劳损伤。董磊磊[6]推导考虑内部压力、摩擦和滑移等因素的柔性立管的数学及力学模型，并对柔性立管进行规则波和随机波作用下的疲劳分析，最终发现内层的抗拉层疲劳损伤比外层的疲劳损伤更大，该柔性立管的疲劳寿命主要由内层的抗拉层决定。……