【摘 要】
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随着海洋油气资源的开发逐步向深海推进,海洋柔性管道作为必不可少的输送工具而得到广泛应用。海洋柔性管道不仅可以用作海底静态管线,而且还可以作为动态柔性立管,可以说是
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随着海洋油气资源的开发逐步向深海推进,海洋柔性管道作为必不可少的输送工具而得到广泛应用。海洋柔性管道不仅可以用作海底静态管线,而且还可以作为动态柔性立管,可以说是海洋油气输送的血管命脉。海洋柔性管道是典型的多层非粘结螺旋缠绕结构,主要包括内外护套层、骨架层、抗压铠装层以及抗拉铠装层,这种复杂的结构形式为设计分析和加工制造研究带来巨大的挑战。本文为了实现海洋柔性管道的完全国产化,并依托国家高技术研究发展计划(即国家863计划)——深水油气勘探开发关键技术与装备研究项目“柔性海底管道关键技术研究”(2012AA09A212)课题,对海洋柔性管道的设计分析和加工过程装备展开相关研究。本文首先对海洋柔性管道的设计分析研究进行了总结和提炼,分别介绍了拉伸、弯曲、内压和外压性能的研究现状；然后对管道的加工过程装备展开研究,介绍了其加工原理,找到了核心部件和关键技术问题,即骨架层的冷弯成型加工工艺问题,对其中的轧辊机组和锁扣机组进行了自主设计,并通过marc软件模拟了骨架层的整个冷弯成型加工过程,得到了加工残余应力等结果；最后将残余应力结果导入ansys有限元模型中进行分析,得到加工残余应力对管道压溃性能的影响,从而修正管道的抗压溃能力设计和疲劳寿命设计。本文的研究内容有助于海洋柔性管道综合技术的国产化,加速我国海洋油气资源开发的进程,为海洋柔性管道加工装备的研究提供一定的技术支持。
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