基于FPSO運動的多波形立管響應對比

周 雷， 吳凡蕾， 余 楊， 余建星,3， 王巍巍

(1. 海洋石油工程股份有限公司， 天津 300072；2. 天津大學 a. 水利工程仿真與安全國家重點實驗室； b. 天津市港口與海洋工程重點實驗室， 天津 300072；3. 北部灣大學 機械與船舶海洋工程學院， 廣西 欽州 535011)

0 引 言

鋼懸鏈線立管(Steel Catenary Riser，SCR)是深海油氣開采中運用較為廣泛的工程裝備，隨著水深的增加，立管結構的重點位置(如懸掛點、觸地點)所受運動載荷增大，導致立管整體使用壽命縮短。除此之外，上部浮體運動對SCR觸地區造成永久性疲勞損傷也不容忽視。在SCR中部加入浮筒形成緩波形立管(Lazy-Wave Steel Catenary Riser，LwSCR)能有效隔離頂部懸掛點與觸地點的運動響應，達到減小立管損傷的作用。

目前國內外對于LwSCR構型布置和上部浮體運動響應影響已有一定的研究成果。趙園等[1]和AI等[2]以應力和疲勞損傷最小化為優化目標，利用遺傳算法對LwSCR進行優化設計。任鐵等[3]和李艷等[4]基于實際工程半潛式平臺模型，對緩波形柔性立管進行截面設計分析、強度分析和疲勞分析。EOM等[5]基于浮式生產儲泄油裝置(Floating Production Storage and Offloading，FPSO)的垂向運動，用時域分析法對比不同海況下 LwSCR觸地點力學性能，結果表明LwSCR能有效消除觸地點的動態屈曲。YUE等[6]等和FELISITA等[7]改變LwSCR基本構型，消除高度逆差的惡劣影響，分析對比3種立管一階運動疲勞響應。陳偉民等[8]對上部浮體與立管耦合運動的研究進行梳理，總結國內外簡化模型的研究成果。傅一欽等[9]建立柔性立管結構的數值模型，對深海柔性立管熱點位置的壓潰進行參數敏感性分析。……