深水J型鋪管系統塔架動態分析試驗研究

王 鷺

（沈陽航空航天大學，沈陽 110136）

深水J型鋪管系統塔架動態分析試驗研究

王 鷺

（沈陽航空航天大學，沈陽 110136）

J型鋪設是適用于深水管道鋪設的重要方法。塔架作為J型鋪設系統的關鍵部位，其結構性能尤為重要。本文通過建立塔架的三維力學分析模型，研究在復雜海況下J型鋪設系統塔架的動態響應。通過搭建深水J型鋪管系統模型試驗臺，對J型鋪設系統進行模型實驗研究，研究塔架的應力分布情況，對比數值模擬的結果。研究結果表明，波向角在0°～90°變化時，波向角越大，塔架的應力、應變越大，最大應力出現在底部桁架過渡位置。

J型鋪設 塔架 模態分析 瞬態分析

引言

隨著陸地油氣資源日趨枯竭，越來越多的國家把目光轉向了海洋。由于作業水深不斷增加，傳統的鋪設方法已不能滿足我國南海海底管道鋪設的要求。因此，S型和J型鋪設廣泛地被應用到深水管道鋪設工程中[1]。S型鋪設的托管架隨著水深而增長，使危險性提高[2]。為彌補S型鋪設的局限性，采用J型鋪設可以滿足其在南海3000米水深作業的要求[3]。塔架作為整個J型鋪設系統的主體，具有120多米的高度，串聯系統各個機構。它在惡劣海況中的動態響應，將直接影響鋪管船的穩定和鋪設作業的效果[4]。

1 船體運動特性

J型鋪設系統中，塔架的基座部分與鋪管船船體固定。在海洋環境中，復雜的風、浪、流綜合作用下，塔架隨著船體做六自由度運動。橫蕩、縱蕩和垂蕩對塔架影響相比于船體橫搖、縱搖和艏搖來說較小，因此重點分析船體搖擺運動。……