基于ABAQUS的深水立管卷轴铺设非线性有限元分析

【摘要】：目前,卷轴铺设已经成为深水领域重要的铺管方法之一,其关键设备主要包括:滚筒、校准器、矫直器、张紧器及立管等。卷轴铺设首先是立管在陆地上进行上卷,缠绕到滚筒上。然后开始铺设,缠绕了立管的卷筒铺管船运送至目标地进行铺设。这个过程中立管退卷,并依次经过校准器、矫直器、张紧器。对于深水卷轴铺设系统,立管的结构强度及张紧力等参数是铺设过程中需要严格控制的关键参数。本文结合我国南海某深水气田开发的具体工程背景,利用ABAQUS有限元软件成功模拟了立管卷轴铺设中上卷、退卷及经过校准器的三个非线性过程,分别给出了三个过程中立管所受到的张紧力大小、应力云图及应变云图,并验证了该工程背景下卷轴铺设各参数选择及控制的合理性。本文的非线性有限元分析结果及所得到的卷轴铺设过程中张紧力等各参数的变化规律,为深水立管卷轴铺设提供了技术参考。