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海底管道拖拉法施工分析及其软件

作　者: 李金成
导　师: 陈鸣；龚顺风；房晓明
学　校: 浙江大学
专　业: 结构工程
关键词: 海底管道管道敷设底拖法浮拖法离底拖法三维有限元
分类号: P756.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 239次
引　用: 5次
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内容摘要

拖曳法施工是我国近海油田工程建设中一种重要的管道铺设方法，它以其装备简便、施工经济的优点也必将在我国当前以及未来蓬勃发展的边际油田开发中受到广泛应用。本文依托海洋石油工程股份有限公司科研项目《边际油田工程设施海上安装技术研究》，分别对底拖法、浮拖法、离底拖法三种拖曳方式展开研究，从力学角度解决了以上三种施工工艺问题，并建立了较为精确的管道拖航受力分析模型。在理论研究成果基础上，开发了管道施工计算软件“海底管道拖拉法施工分析系统”(SPTMAS3.0)。本文的主要研究成果概述为以下几个方面：(1)对于底拖法，建立了不同海床段的管道牵引力公式，从力学角度解决了拖管路径中的最大悬跨和障碍高度问题。(2)对于浮拖法和离底拖法，首先对管道在水中的静平衡状态进行分析，解决浮筒及拖链的配置问题；然后建立了管道拖航状态下的受力分析模型，并利用三维有限元方法进行求解。(3)开发了管道施工计算软件“海底管道拖拉法施工分析系统”(SPTMAS3.0)，软件除计算施工配置外，主要功能是对管道的应力及变形进行三维有限元求解，计算结果可以通过图形和文档两种形式输出。通过后两种施工方法的算例分析，探讨了不同施工因素(施工配置和尾船张力)对管道应力的影响。计算结果表明这些成果对实际海底管道建设工程具有较强的应用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-15
  1.1 引言  7
  1.2 海底管线  7-8
  1.3 海底管道施工方法综述  8-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-15
第2章海底管道底拖施工法研究  15-23
  2.1 底拖施工法概述  15
  2.2 牵引力计算  15-19
  2.3 管道最小转弯半径及悬空应力分析  19-21
  2.4 算例分析  21-23
第3章海底管道浮拖施工法研究  23-39
  3.1 浮拖法施工工艺  23-24
  3.2 管道在拖航中的荷载作用  24-29
  3.3 海洋管线的拖航分析  29-31
  3.4 管道有限元分析  31-35
  3.5 算例分析  35-39
第4章海底管道离底法施工研究  39-47
  4.1 离底法拖管施工工艺  39-40
  4.2 管道离底拖时的荷载作用  40-42
  4.3 正常拖航条件下的受力分析  42-43
  4.4 有限元分析  43-44
  4.5 算例分析  44-47
第5章程序设计思想及其实现  47-62
  5.1 程序简介  47-48
  5.2 程序的安装运行  48-50
  5.3 底拖分析模块程序说明  50-53
  5.4 远距离浮拖分析模块程序说明  53-57
  5.5 离底法分析模块程序说明  57-62
第6章结论与展望  62-64
  6.1 结论  62
  6.2 展望  62-64
参考文献  64-67
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文  67-68
致谢  68

海底管道拖拉法施工分析及其软件

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