Efficient methods to mitigate SCR-induced walking of short subsea flowlines

Steel catenary riser is a long-established option for subsea projects in deep-water regions. Sustained pulling force of steel catenary risers on subsea flowlines in combination with cyclic thermal load throughout the system lifetime may lead to progressive global axial displacement of subsea pipelines which has been termed as ‘walking’. One of the challenges in the deep-water industry is long-term walking of subsea flowlines in a cumulative manner. Common practice methods for walking mitigation are quite expensive operations. State-of-the-art mitigation strategies are proposed in the paper by means of modifying pipe pieces before the installation operation. Bowed pipe pieces and miter joints are two recommended approaches for walking mitigation. The presented mitigation strategies are relatively cost-effective solutions for the pipe-walking challenge and they are able to considerably cease the potential cyclic walking. Comprehensive FE analyses in ABAQUS software are performed to evaluate the proposed deformed pipelines response subject to two loading conditions. Through-life integrity of the suggested pre-deformed pipeline is assessed in terms of effective axial force, local buckles and excessive axial strains. A comparison of the presented method with conventional techniques shows the effectiveness of the proposed configuration. The proposed methods can significantly reduce effective axial force throughout the subsea pipeline by means of artificially introduced deformations. The cumulative walking of the presented method is practically zero. In addition, the influence of combined triggering mechanisms to the walking phenomenon is assessed when the pipeline is located on a sloping seabed and it is subject to non-uniform thermal loads. A parametric study is performed to improve confidence in design and provide a reasonably practical technique with an optimal shape.     

基于HHT方法的柔性立管涡激振动特性分析研究

本文针对试验中的柔性立管涡激振动响应特性问题,使用HHT方法进行分析。首先,将试验中获得的应变时历转化为位移时历,并进行EMD分解,分析确认分解结果的正确性。然后,根据分解结果,统计分析立管涡激振动模态数与流速的关系。之后,使用HHT方法分析立管涡激振动的频率响应特性,获得确认立管振动阶数的方法,在试验中发现“倍频”现象,并总结“倍频”现象分布的流速区间。最终,通过观察立管振动位移的时空分布,获得立管振动的阶数,发现了振型的不对称特性,并分析其导致模态混淆的原因,同时观察到立管振动模态的激励发展过程,并最终总结了不同流速下立管响应模态阶数及对应频率。     

深海钢悬链线立管（SCR）安装强度分析

在研究深水钢悬链立管（SCR）安装方法基础上,结合实际工程安装经验,提出了深水SCR在J-lay这种铺管方式下的安装方案,应用专业立管安装分析软件Orcaflex对各个安装过程进行实例分析,对安装过程中立管的安装强度进行校核。     

钢悬链线立管整体干涉分析研究

深水海洋立管具有柔性,特别是极端海况条件下,相邻立管之间可能发生互相干涉而增大立管的应力,从而影响其疲劳寿命.钢悬链线立管相比顶张力立管,有效张力较小,对环境载荷作用更加敏感,更容易发生碰撞.基于动力学分析软件OrcaFlex建立有限元模型,从允许碰撞的角度出发,对串列布置于张力腿平台上的两根钢悬链线立管进行整体碰撞分析,研究立管间距、尾流模型、拖曳力系数、海流流速和柔性接头刚度对立管碰撞的影响,阐述对碰撞范围、上下游立管相对运动速度、最大碰撞速度和最大碰撞能量的影响规律,为实际工程中立管的空间布置和结构优化设计提供参考.     

立管完整性管理分析

立管系统因海洋环境的时变性和不确定性以及与周围土壤相互作用的复杂性，疲劳和结构响应非常复杂，是一项建设成本大、运行风险高的海洋工程。近年来随着能源紧缺带来的世界范围内油气价格的不断攀升，国外油气公司或作业者越来越重视对深水立管系统进行全寿命期间的完整性管理，通过对失效因素的监测、检测以及对原设计的重新复核，适时合理地制定维护、维修计划和措施，避免不必要的因泄漏和停产带来的健康、安全和海洋环境的巨大经济损失，达到追求油气田开发建设效益最大化的目的。结合联合工业项目-立管完整性管理推荐做法（DnV-RP-F206），重点介绍立管完整性管理概念，完整性管理过程／体系文件建立内容，以及立管主要失效模式和常用的监测、检测方法，并以一个墨西哥湾深水立管系统监测实例说明完整性管理内容。     

深水SCR立管触地区域管土作用研究进展(英文)

钢悬链线立管作为一种全新的深水立管系统已经在国外多个项目中应用,总结了有关深水钢悬链线立管触地区域管土相互作用的研究进展,主要包括STRIDE和CAluSIMA工业合作计划的研究数据和其他的相关论文,能够为国内深水钢悬链线立管的研究提供参考.     

汽车电动玻璃升降器试验台的设计

介绍汽车电动玻璃升降器试验台(LB-1)的基本结构、工作原理及软硬件设计方案。此试验台能够满足汽车电动玻璃升降器的基本性能测试和耐久性能测试,并对测试结果进行储存和打印。     

操作与悬挂工况下的深海立管有限元分析(英文)

近年来,在深海进行油气开发的技术进展日新月异,全世界的海洋工程公司都在用更新的科技手段努力向更深的海域拓展,向深海进军已经成为了整个海洋行油工业的总体趋势.作为连接、平台设备和海底的重要设备,深海海洋立管的设计和使川也越来越趋向标准化.该文以某深海立管为例,从操作工况和悬挂工况两个方面探讨了钻井立管的整体分析中遇到的主要问题并进行了相关的校核.该文的具体上作包括计算了立管在钻探模态下的旋转角度和应力分布,确定了操作半径、浮箱数日等要素,并根据API规范进行了校核.根据计算的结果可以看出,所选的立管在恶劣海况下的操作半径相对较小,而确定的浮箱数略多,相关结论对立管的初步设计具有较好的参考意义.     

深水立管法兰接头的有限元分析

针对深水立管法兰式接头,提出一种确定螺栓预紧力的方法,并采用有限元法对其进行了强度分析。考虑到接头的几何不对称性,采用三维整体建模,通过ANSYS软件的预紧单元模拟螺栓的预紧行为,使用接触单元模拟各部件之间的相互作用。按照API规范对接头的等效膜应力、等效弯曲应力与许用应力进行校核。在接头整体分析的基础上,建立螺纹的二维轴对称模型,进行局部应力分析。计算中使用参数建模法,法兰接头、螺纹的几何尺寸、材料性质和载荷等均可方便地更改。     

波流共同作用下隔水管动力响应非线性分析

为了探讨在波浪海流共同作用下隔水管的动力响应及涡激振动力分析,根据三维空间中隔水管运动的微分控制方程,以:MatteoIuca改进的Vanderpol尾流振子模型为基础计算涡激振动时隔水管与流体之间的相互作用.通过Hermite插值函数对隔水管的运动微分方程进行有限元离散,基于非线性分析理论利用当前拉氏描述(UL)建立了考虑几何非线性、预应力、涡激流固耦合等复杂因素影响的综合非线性增量平衡方程,并采用New-ton-Raphson迭代法和Newmark方法相结合的方法建立了空间隔水管非线性涡激动力响应的增量迭代算法.最后给出了考虑几何非线性与对外界荷载作用简化的位移分布包络线.以及横向涡激振动响应曲线.计算结果表明,所采用的方法正确、有效,可以为隔水管的生产没计及理论分析提供依据.