海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析.pdf

右油勘探与开发 2 0 1 3年 2月P E T RO L E UM E XP L OR A T I ON A ND DE VE L O P ME NT V o 1 ． 4 0 No ． 1 1 1 1 文 章编号 1 0 0 0 - 0 7 4 7 2 0 1 3 0 1 0 1 1 1 - 0 6 海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析 伦冠德 1 , 2 ，刘衍聪 2 ，伊鹏 2 ，李成凯 2 ，马晓丽 2 ，曲杨 2 1 ． 潍坊学院；2 ．中国石油大学 华东 机电工程学院 基金项目国家高科技研究发展规划 8 6 3 项 目 “ 南海深水油气勘探开发关键技术及装备” 2 0 0 6 AA0 9 A1 0 4 摘要基于海洋管道海上提吊、沉放的工程实际，建立 了管道提 吊沉放 的有限元模型，以建立的模型为基础确定 了 管道提 吊沉放的方法和步骤，并对纵向水流、侧 向水流及海床摩擦对管道提 吊沉放的影响进行 了研究。利用有限元 分析软件研究 了纵向水流、侧 向水流及海床摩擦作用下管道提 吊及沉放过程 中的管道形态及应力分布。研究结果表 明纵 向水流对管道提 吊及 沉放过程中的空间形态及应力分布几乎没有影响；侧 向水流会使管道在水平面 内产生明 显变形，并提高管道的整体应力水平；海床与管道间的摩擦对管道沉放过程 中的侧移有一定的阻碍作用 ，海床越粗 糙，管道最终的整体侧移变形越小，沉放完成后管道达 到平衡状态 时，管道与海床之 间的摩擦力随摩擦系数增大而 增大。图 8表 3参 1 6 关键词有限元模型；海流；摩擦 系数；应力；变形 中图分类号T E 9 7 3 ． 9 2 文献标识码A I mp a c t s o f o c e a n c ur r e n t a n d s e a be d f r i c t i o n o n t he p i c k i n g u p a nd l a y i n g - d o wn pr o c e s s e s o f o i l a n d g a s pi p e l i n e s L u n G u a n d e ， L i u Y a n c o n g ， Yi P e n g ， L i C h e n g k a i ， Ma X i a o l i ， Q u Ya n g 1 ． We n g U n i v e r s i t y ， We n g 2 6 1 0 6 1 ， C h i n a ； 2 ． C o l l e g e o fMe c h a n i c a l a n dEl e c t r o n i c E n g i n e e r i n g ， C h i n a U n i v e r s i ty ofP e t r o l e u m， Qi n g d a o 2 6 6 5 5 5 ， C h i n a Abs t r a c t Ba s e d o n e n g i n e e r i n g pr a c t i c e of t h e pi c k i n g u p a n d l a y i ng d o wn p r o c es s e s o f o f f s ho r e p i pe l i ne s ， a fin i t e e l e me nt mo de l wa s e s t a bl i s h e d．On t h e ba s i s o f t h e mod e l ，me t ho ds a nd s t e p s o f t he p i c ki n g u p a nd l a y i ng d o wn o p e r a t i o ns we r e d e t e r mi ne d，a n d t he i mpa c t s o f c u r r e n t s an d s e e d b e d f ric t i o n o n the t wo o p e r a t i o ns we r e s t ud i e d．Th e s h a p e a nd s t r e s s di s t r i b u t i o n o f t h e pi pe l i n e u n de r the i nflu e nc e s of l on g i t u d i n a l c ur r e nt ，l a t e r a l c u r r e nt a nd s e a b e d f ric t i on wh e n p i c ke d up an d l a i d do wn we r e a na l y z e d us i ng fin i t e e l e me n t an a l ys i s s o f t wa r e ．Th e r e s ul t s s h o w tha t the l o n gi t ud i n a l c u r r e n t h a s a l mo s t n o e f f e c t o n t he p i p e l i ne s ha pe a n d s t r e s s d i s tri b ut i o n i n t he pi c k i ng u p a nd l a y i ng d o wn pr o c e s s e s ，whi l e t h e l a t e r a l c ur r e n t r e s u l t s i n s i g n i fic an t d e f o r ma t i o n of t he p i p e l i ne i n t h e ho r i z o nt a l p l a ne an d r a i s e s t h e ov e r a l l s tre s s l e v e l of t h e pi p e l i n e ． The f r i c t i o n be tw e e n t he s e a be d an d t h e pi p e l i n e i mpe de s t he l a t e r a l di s pl a c e me n t o f t he pi p e l i ne wh e n i t i s l a i d d o wn．Th e r o ug h e r t h e s e a b e d ，the s ma l l e r the o v e r a l l l a t e r a l di s pl a c e me n t o f t h e p i pe l i ne i s ．W h e n t he p i pe l i ne r e a c he s the e qu i l i b rium s t a t e a fte r i t i s l a i d d o wn， t he f ric t i o n b e t we e n the pi p e l i n e a n d the s e a be d b e c o me s l a r ge r wi t h t h e i n c r e a s e o f t he f r i c t i o n c oe c i e n t ． Ke y wo r ds fini t e e l e me nt mo de l ； oc e a n c u r r e n t ； f r i c t i o n c o e c i e n t ； s tre s s ； d e f o rm a t i o n 0引言 浅海水域油气管道的铺设过程为在岸上将 管道 制成长段后 ，将管道拖运到铺管海域沉放在海底 ，然 后 由工程船将两条搭接管道提吊起来进行焊接后再沉 放到位 ，完成管道 的水上对接。在管道提吊及沉放的 过程中控制管道上的应力分布 ，防止管道因局部应力 过大而屈 曲是管道海上对接设计 的重要 内容 。海洋管 道提 吊及沉放过程受诸多因素的影响，其中主要 的因 素有海洋水流 、海床摩擦及提吊沉放方案等 。这些 因 素影响管道提 吊及沉 放过程 中的管道形态及 应力分 布 ，在一定程度上决定 了施工的安全性。研究者对管 道铺设过程中的受力状况进行 了许多探讨f 1 】 ，但未见 海流及海床摩擦对管道提吊及沉放影响的研究报道 。 本文利用有限元分析软件研究海流及海床摩擦作用下 管道提吊沉放过程中管道形态及应力分布的变化 ，分 析纵 向水流 、侧 向水流及海床摩擦对管道提吊及沉放 过程的影响 ，为海洋管道提 吊及沉放的设计和施工提 供参考 。 1海洋管道提 吊沉放模型建立 海底管道提 吊及沉放过程的大变形属于几何非线 l 1 2 石油勘探 与开发 石油工程 v 0 1 ． 4 0 N O ． 1 性范畴 ，将管道简化为梁 ，基于非线性梁理论 ，根据 管道微段的平衡条件建立管道变形的基本方程 。 1 ． 1 非线性 梁模型 方程 在悬跨段管道上取一段长度为 出 的微元体 见图 1 o该段微元体受均布 自重 W的作用 ，变形后和水平 方向的夹角为 0 ， 左端 a处截面受水平力 、 垂向力 、 弯矩 的作用 ，右端 b处截面受 到的力和弯矩为 了 d H， d 和 1 l I 。 图 1 管道微元段受力情况 在浅水 区域铺管 ，忽略管道 的张力 ，管道的弯曲 方程为 E 一 M 1 [ 州j 对于几何非线性问题的平衡方程式 ，要用变形后 的位置来描述 ，而管道变形后离地点和管端 的位移是 未知 的，需要求解悬空管段的附加条件 。常用的求解 方法有 奇异摄动法、打靶迭代法 、B 样条曲线拟合 法 、有限差分法和有限元法。其中有限元法以其较高 的准确性和较大的适用范围而得到广泛应用 。 1 ． 2海洋管道提 吊沉放有限元模型 以空间大变形梁理论为基础建立海底管道提 吊及 沉放的有限元模型 ， 模型由海床、管道 、吊缆和舷吊 4 部分组成 见图 2 o模型的总体坐标系为右手直角坐 标系，原点 D位于海洋管道平铺于海底 时的提吊自由 端 ，管道轴线为 轴 ，Z 轴垂直于 X轴指 向海面。模型 中主要涉及 的几何参数包括 水深 6 m 、舷 吊与 甲板距离 2 m 、甲板与水面距离 HW 3 m 、吊点 与 自由端距离 】 1 5 r n 和 4 5 n l o ①管道模型。采用三维线性管单元 P I P E 3 I H模拟 管道 ，该单元 由 2 个节点构成 ，拥有 1 2个 自由度 ，是 考虑剪切作用的 T i mo s h e n k o梁单元。同时 ，P I P E 3 1 H 工程船 甲板舷吊 海面 ⋯ 』 ． ． ． ． ＼ ， ＼ ● ， 、 、． _．．．．．- ．．．。． ⋯ ，J ＼＼ 海 床 I f Y 一 海 底 管 道 ／ 0 二 a 几何模型 f b AB AQ US h h 有限元模型 图 2 海底管道提吊及沉放模型 单元还能解决普通梁单元在采用有限位移方法时难以 计算轴力和剪切力的问题 ，通过将轴力和剪切力引入 基本方程 ，该单元的收敛性得到提高。尤其是在细长 杆的几何非线性问题中，P I P E 3 1 H 单元能够有效解决 节点位置的微小改变导致巨大内力的问题 ，尽管计算 量较大 ，但该单元收敛速度较快 ，总体效率较高 ] 。 有限元分析存在物理离散误差[ 1 们，采用较小 的单 元尺寸有利于得到较精确的分析结果 ，但 同时也会导 致计算时间的大幅度增加。为了保证求解的准确性并 尽量节省计算时间，结合已发表文献 中的研究 ” ，本 文采用 1 1T I 的单元长度对管道模 型进行离散。 管道模型的相关参数如表 1 所示 。 表 1 管道模型相关参数表 参数名称 参数值 参数名称 参数值 管 道 长 度 3 0 0 m 管 耋 兰 小 4 4 8 M P 管 道 外 径 3 5 5 ．6 mm 屈服强度 ⋯ ⋯‘ 一 管道壁厚 1 4 ． 3 mm 防腐层厚度 2 ．8mm 管道密度 7 8 5 0 k g ／ m 防腐层密度 9 4 0 k g ／ m 管材弹性模量 2 ． 0 7 x 1 0 “P a 配重层厚度4 0 n l n l 管材泊松 比0 ． 3 配重层密度 2 9 5 k g ／ m3 ② 吊缆模型。海洋管道提吊沉放过程中，根据实 际施工条件在提吊端布置一条或多条 吊缆，通过工程 船上的舷 吊 吊缆 的上端 进行作业 。由于舷 吊固定 不动 ，因此在管道提吊或沉放的过程 中吊缆会逐渐倾 斜 ，管道受到的提 吊力的大小及方向也会不断改变。 为 了较真 实地 模 拟 吊缆收 起 与下 放 的过程 ，采 用 C o n n e c t o r 单元库中的C O N N 3 D 2 单元模拟吊缆I 】 ， 采 用 S l i p r i n g连接属性模拟吊缆收放过程。 S l i p r i n g是一种较为特殊的组合式连接属性 ， 该属 性除了能够模拟连接点之间的平移和旋转关系外还增 加了材料流动属性 ， 与两连接点处的第 1 0自由度相对 2 0 1 3 年 2月 伦冠德 等 海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析 应[ 1 引 。该 自由度表征材料在连接点处的流人和流出， 可 以用来模拟安全带 、滑轮组及张紧的绳缆的收放行 为。采用该属性能够准确计算管道在提吊过程 中吊缆 张紧状态下的内力。 ③海床模 型。采用刚性解析 面 a n a l y t i c a l r i g i d s u r f a c e 模拟海床 。相 比于离散刚性体 ，解析刚性面 的生成方式简单 ，且 由于单元量减少 ，计算成本较低。 对于地势较平缓 的海床 ，采用刚性解析面进行模拟完 全可以满足实际工程分析要求 。 除了模拟海床 ，另一个关键的问题是如何模拟管 道 同海床的接触 。管道和海床之间不仅存在法向相互 作用关系，同时由于管道的侧移 ，海床对管道的摩擦 作用十分明显[ 1 训 。本文根据管土作用特点分别采用软 接触和弹性滑动模拟管土法向接触和各向异性摩擦。 2管道提吊及沉放方法 海洋管道提吊分为 8个阶段 ，每一阶段仅对一个 吊点进行操作 ，两 吊点交替提升，逐步将管道抬离水 面 ，具体步骤如表 2所示。沉放则分 1 0个阶段 ，同样 每一 阶段仅对一个吊点进行操作 ，两吊点交替下放 ， 并在第 1 、4 、6 、8阶段 同时进行工程船 的侧移 ，具体 步骤如表 3所示。 表 2 海底管道提吊步骤 步骤 藤 3水流对管道提 吊沉放的影响分析 海底管道在提吊及沉放的过程中会受到波浪和洋 流等海洋环境载荷的作用。实际施工时 ，管道提 吊沉 放及海上对接都选择在天气晴好无风无浪时进行 ，因 此本文仅分 析定常水流对管 道形态及应力分 布的影 响。作用在管道表面上的水流力为【 】 2 管道表面的水流速度为 ， 、 V w V 0 3 3 ． 1纵 向水流的影响 基于建立的管道提吊沉放有限元模型 ，采用非线 性有限元软件计算管道在静水条件下提 吊到最终 阶段 和对接后工程船侧移 5 1T I 时的管道形态及应力分布 见 图 3 。然后 ，取海洋表面水流流速为 2 m／ s ， 海底处水 流流速为 1 m／ s ，且海流流速呈线性分布，计算管道在 纵向 x轴方向 水流下提吊、沉放的空间形态及应力 分布 见图 4 。 1 O 8 6 姜4 2 0 ．2 _3 一 z 向挠度 Y 向挠度 ⋯- 应力 - i i tl f I J l J I J 、 t I I 1 一 、， l f I I J I -i l ’ m a 提吊 图 3 静水条件下管道提吊及沉放的管道形态及应力分布 对比图 3 a和图 4 a可以发现 静水和纵向水流条 件下管道提 吊形态及应力分布曲线基本完全一致。对 比图 3 b和图 4 b可以发现 静水和纵 向水流条件下管 l 1 4 石油勘探 与开发 石油工程 1 O 8 6 4 2 O - 2 - 3 ， 、 一 ㈦ j＼ 。 m a 提吊 图4 纵向水流条件下管道提吊及沉放的管道形态及应力分布 道沉放形态及应力分布曲线亦基本完全一致。这说 明 纵向水流对管道提吊及沉放的管道形态及应力分布影 响很小 ，在对管道进行提 吊沉放时 ，若海流为纵向海 流 ，则可以忽略其对管道的影响。 3 ． 2 侧 向水流 的影响 改变水流方 向，使其沿 Y轴方向流动。由于管道 提吊过程存在关于 轴方向的对称性 ，仅对沿 Y轴正 向水流作用下管道提 吊的空间形态及应力分布进行计 算分析。 对 比图 3 a和图 5 可 以发现侧向水流作用下管道 提 吊时的空问变形不再是位于提 吊面 内的平面曲线 ， 管道在Y 轴方向上出现了较大的挠度， 最大挠度为2 m， 发生在 8 0 m附近的悬垂段管道 ；管道 z 轴方 向挠度变 化很小；管道最大应力 由 2 3 0 MP a 增加至 2 7 0 MP a ． 整体应力水平有所上升 ，管道的应力区延伸至 1 8 0 m。 图 6为侧 向水流作用下管道沉放的空间形态和应 力分布情况 ，图 6 a的水流方向为 Y轴正向 和工程船 侧移方 向相同 ，图 6 b的水流方向为 Y轴负向 和工 程船侧移方向相反 。 从图 6 a中可以看出Y轴正向水流作用下管道沉 图 5 侧向水流条件下管道提吊的空间形态及应力分布 ／ m a y N正向水流 x ／ m b y 轴负向水流 图 6 侧向水流条件下管道沉放的空间形态及应力分布 放时 ，管道在 Y轴方向的挠度变形呈外凸状，发生挠 度变形的管道长度超过 2 0 0 r n ；最大挠度为 6 ． 5 m，发 生在 7 0 m 附近的悬跨段管道，超出了工程船的侧移距 离 。 对 比图 3 b和图 6 a 可以发现 Y轴正向水流作用下 管道沉放时 z轴方向挠度变化很小；最大应力大幅度 增加至近 3 0 0 MP a 。 对比图 3 b和图 6 b可以发现 Y轴负向水流作用下 管道沉放时 ，管道在 Y轴方向的挠度变形仍然近似 s 2 0 1 3年 2 月 伦 冠德 等 海流及 海床 摩擦对 油气管 道提 吊及沉 放影响 分析 形 ，但整体变形量有所减小 ，且离地点附近的管道发 生 了较为明显的负向挠度 ， 最大挠度为 5 I T I ， 发生在管 道 自由端 0 I l l处 ；管道 z轴方 向挠度变化很小；Y 轴方向发生挠曲变形的管道长度增加 ，管道最大应力 略微 上 升 。 通过以上对 比分析可以发现 侧 向水流对管道 Y 轴方 向挠曲变形影响较大。水流与工程船侧移方向一 致会使悬跨段管道的 Y轴方向挠度较大 ，最大挠度发 生位置超过了工程船侧移距离 ，管道最大应力明显增 加 。水流与工程船侧移方向相反时 ，水流对管道 Y轴 方 向变形有阻碍作用 ，并且在离地点附近出现较为明 显的 Y轴负 向挠度 ，而应力水平略有增加。 综上所述 ，侧 向水流会提高管道在提 吊及沉放过 程中的应力水平，同时造成管道 Y轴方向挠度的明显 变化 ，增加 了管道的控制难度。因此 ，应尽量避免在 侧 向水流条件下进行管道的提吊和沉放作业。 4海床与管道摩擦影响分析 由于工程船的侧移作用 ，海底管道沉放过程 中管 道 同海床之间存在 明显的摩擦 。海床与管道之间相互 作用的轴 向、横向摩擦力采用库仑摩擦力计算公式计 算 ，即 F 4 为了对 比不同摩擦系数对管道沉放的影响 ，根据 海床与管道间的摩擦特性 ， 分别取摩擦系数为 0 ． 2 、 0 ． 3 和 0 ． 4 ，计算管道沉放完成后的形态和弯矩分布 见图 7 。 从图 7 a 可以看出海床摩擦对管道沉放 的最终形 态有一定的影响，海床越粗糙 ，管道的整体侧移越小 ， 但这种影响程度较小。 从图 7 b可以看 出 海床摩擦对管道最终弯矩分布 影响较大。在水平坐标 7 O ～1 2 0 m范围内的管道 ， 海床摩擦系数越大 ， 弯矩越大 ； 在水平坐标 1 2 0 ～1 8 0 m 范围内的管道 ，情况相反 ，管道弯矩随着海床摩擦系 数 的增 大 而减小 。 图 8为管道沉放完成后与海床之间摩擦力 的分布 情况。从图 8中可以看出管道所受摩擦力的分布情 况 比较复杂 ，波动很大且没有明显的规律。不同摩擦 系数下管道与海床间摩擦力分布情况相似 ，最大摩擦 力都发生在 7 0 m 附近 ， 但海床摩擦系数较大时管道 同 海床之间的整体摩擦力水平较高。 莒 互 x ／ m b 弯矩对 比 图 7 不同海床摩擦系数下管道沉放完成后的形态和弯矩分布 5 O 0 4 0 0 2 0 0 歪0 - 2 0 0 - 40 0 5 0 0 0 3 0 6 O 9 0 1 2 O 1 5 O l 8 O 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 x | m 图 8 不同海床摩擦系数下管道沉放完成后摩擦力 沿 管道 长度 的分布 5结 论 基于海洋管道海上提 吊、沉放 的工程实际 ，建立 了管道提吊沉放 的有 限元模型。模型 由海床 、管道 、 吊缆和舷 吊4部分组成。 采用 P I P E 3 1 H单元模拟管道 ， 有效解决 了节点位置 的微小改变 导致 巨大 内力 的问 题 ；采用 C O N N3 D2单元模拟吊缆 ，并创新性地采用 S l i p r i n g 连接属性模拟吊缆收放过程 ，该属性能够准确 l 1 6 石油勘探与开发 石油工程 V l0 1 ． 4 0 No ． 1 计算管道在提吊过程 中吊缆张紧状态下的内力 ；采用 刚性解析面模拟海床 ，既满足工程分析要求又有效降 低 了计算成本 ，此外分别采用软接触和弹性滑动来模 拟管土法向接触和各 向异性摩擦。 以建立 的模型为基础 ，确定 了管道提吊沉放的方 法和步骤，并采用非线性有限元软件计算了纵向水流 、 侧 向水流及海床摩擦作用下管道提吊沉放 的管道形态 和应力分布。纵向水流对管道提 吊沉放的管道形态与 应力分布影响很小 ，可 以忽略 ；侧向水流会明显影响 管道在水平面 内的变形 ，提高管道的整体应力水平 ， 应尽量避免在侧向海流条件下对管道实施提 吊及沉放 作业 ；海床与管道间的摩擦对管道沉放的最终形态及 弯矩分布有一定的影响，粗糙的海床对管道沉放过程 中的侧移有一定的阻碍作用 ，且沉放完成后管道达到 平衡状态时弯曲管段弯矩较大。 符号 注释 管道微元段长度， m； 管道微元段均布 自重， N／ m；0 管道微元段变形后与水平方向的夹角， 。 ；日 -_一 管道微元段 a端所受水平力，N； 管道微元段 a端所受 垂 向力 ，N； 管道微元段 a 端所受 弯矩 ，N m； d 日 。_一管道微元段 b端所受水平力 ， N； d 管道微 元段 b端所受垂向力 ， N； d -_一管道微元段 b端所受弯 矩 ，N I l l ；卜管材弹性模量 ，P a ；卜一管材截面惯性矩 ， m ；Ho 水深 ，m； 舷吊与甲板距离，i n ；Hw 甲 板与水面距离，m；S 1 ， 吊点与自由端距离，r n ；F w 水流力 ，N；C w 水流阻力系数 ；p 海水密度，k g ／ m0 ； v 管道表面的水流速度 ，m／ s ； 管道在与流向垂直 面上的投影面积，m ；v 0 海面的水流速度 ，m／ s ； [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 】 [ 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] [ 1 2 】 [ 1 3 ] 管道承受应力 ，MP a ；三 管道到海底的距离 ，m； 一 管 道挠度 ，m；卜管道与海床间的摩擦力，N； 管道与 海床间的摩擦系数； 管道的有效重力 ，N。 [ 1 4 ] 参 考文献 [ 1 ] 詹侃，陆彳 _ 华．海底管 道在铺 设过程 中的二维静态分析 [ J ]海洋 工程， 1 9 9 l ， 9 4 、 1 5 - 2 0 ． Zh a n Ka n ， L u Re n h u a ． T wo d i me n s i o n a l s t a t i c a n a l y s i s i n t h e p r o c e s s o f l a y i n g s u b ma r i n e p i p e l i n e s [ J ] ． O c e a n E n g i n e e r i n g ， 1 9 9 1 ， 9 4 1 5 - 2 0 [ 2 ] 黄玉盈，朱达善海洋管线铺设时的静力 分析[ J ] l海洋工程，1 9 8 6 4 1 3 2 4 5 ． Hu a n g Yu y i n g ， Z h u Da s h a n ． S t a t i c a n a l y s i s o f l a y i n g ma r i ne p i p e l i n e [ J ]O c e a n E n g i n e e r i n g ， 1 9 8 6 ， 4 1 3 2 - 4 5 [ 3 ] 张浦阳，于晓洋 ，丁红岩 ．海上 自升式钻井平 台插桩 阶段桩靴承 载力计算[ J ] ．石油勘探与开发， 2 0 1 1 ， 3 8 5 6 1 3 6 1 9 ． Zh a n g P u y a n g ， Y u Xi a o y a n g ， Di n g Ho n g y a n．Sp ud c a n b e a r i ng c a p a c i t y c a l c u l a t i o n o f t h e o f f s h o r e j a c k u p d r i l l i n g p l a t f o r m d u r in g t h e p r e l o a d i n g p r o c e s s [ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ， 2 0 1 1 ， 3 8 5 6 1 3 - 6 1 9 ． [ 1 5 ] [ 1 6 ] 戴英杰 ，宋 甲宗．悬跨段 海洋管道非线性 自由振动分析 ．大连 理工大学学报， 1 9 9 5 ， 3 9 6 7 5 6 ． 7 6 0 ． Da i Y i n g j i e ， S o n g J i a z o n g ． An a l y s i s o n n o n l i n e a r f r e e v i b r a t i o n o f f r e e s p a n n i n g ma r i n e p i p e l i n e s [ J ] ． J o u r n a l o f Da l i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， 1 9 9 5 ， 3 9 6 7 5 6 - 7 6 0 ． 白宁，赵冬 岩．海底 管道 S 型铺设 的计算机辅助设计 [ J ] ．石油勘 探与开发， 2 0 1 1 ， 3 8 5 6 2 0 ． 6 2 7 Ba i Ni n g ，Zh a o Do n g y a n ．Co mp u t e r a i d e d de s i g n f o r of f s h o r e p i p e S - l a y i n g [ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ， 2 0 1 1 ， 3 8 5 6 20 ． 6 2 7 ． 戴英杰，宋 甲宗 ．海底管道收弃管作业分析 [ J ] 海洋 工程 ，2 0 0 0 ， 1 8 3 7 5 7 8 ． D a i Yi n g j i e ， S o n g J i a z o n g ． A s t u d y o n a b a n d o n me n t a n d r e c o v e r y o p e r a t i o n o f s u b ma r i n e p i p e l i n e s [ J ] ． Oc e a n E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 0 ， 1 8 3 7 5 7 8 ． 鞠少栋 ，畅元江，陈国明，等．深水钻 井隔水管连接作业 窗 口分 析[ J ] ．石油勘探与开发， 2 0 1 2 ， 3 9 1 1 0 5 ． 1 1 0 ． J u S h a o d o n g ， C h a n g Y u a n j i a n g ， C h e n G u o mi n g ， e t a 1 ． E n v e l o p e s for c o n n e c t e d o p e r a t i o n o f t h e d e e p w a t e r d r i l l i n g r i s e r [ J ] P e t r o l e u m E x pl o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ， 2 01 2 ， 3 9 1 1 0 5 - 1 1 0． 邢静忠．海底管道离地点的接触条件探讨[ J ] _力学与实践，2 0 0 5 ， 2 7 5 5 7 - 6 0 ． Xi n g J i n g z h o n g ． An i n v e s t i g a t i o n o n c o n t a c t c o n d i t i o n a t s e pa r a t i o n p o i n t o f s u b ma r i n e p i p e l i n e [ J ] ． Me c h a n i c s a n d E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 5 ， 2 7 5 5 7 6 0 ． P l u n k e t t R ．S t a t i c b e n d i n g s t r e s s i n c a t e n a r i e s a n d d r i l l s t r i n g s [ J ] J o u r n a l o fE n g i n e e r i n g for I n d u s t r y , 1 9 6 7 ， 2 O 3 2 6 7 2 7 5 ． Br e we r W J ，Di x o n D A． I n flu e nc e o f l a y b a r g e mo t i o n o n a d e e p wa t e r p i p e l i n e l a y u n d e r t e n s i o n [ R ] ． O T C 1 0 7 2 ， 1 9 6 9 ． P e d e r s e n P T．E q ui l i b r i u m o f o f f s h o r e c a b l e s a n d p i p e l i n e s d u r i n g l a y i n g [ J ] ． I n t e rna t i o n a l S h i p b u i l d i n g P r o g r e s s ， 1 9 7 5 ， 2 2 3 9 9 ． 4 0 8 ． Ga r d ne r T N， Ko t c h M A． Dy na mi c a n a l y s i s o f r i s e r s a n d c a i s s o n s b y t h e e l e me n t me t h o d [ R] ． OT C 2 6 5 1 ， 1 9 7 6 ． 庄茁．基于 AB AQ US 的有限元分析和应用 [ M] ．北京清华大学 出版社， 2 0 0 9 ． Zh u a ng Zh u o ．Fi n i t e e l e me n t a n a l y s i s a n d a pp l i c a t i o n b a s e d o n AB AQ US [ M] ． B e i j i n g T s i n g h u a U n iv e r s i t y P r e s s ， 2 0 0 9 ． Ko n u k I ．Ap p l i c a t i o n o f a n a d a p t i v e n u m e r i c a l t e c h ni q u e t o 3 - D p i p e l i n e p r o b l e ms wit h s t r o n g n o n l i n e a r i t i e s [ J ] ．J o u r n a l o f E n e r g y Re s o u r c e s T e c h n o l o g y ,1 9 8 2 ，1 0 4 58 6 2 ． 陈铁 云．海洋 工程结 构力 学 [ M] ．大连 大 连理 工大 学 出版社 ， 1 9 91 ． C h e n T i e y u n ． Ma r i n e e n g i n e e r i n g s t r u c t u r a l me c h a n i c s [ M]Da l i a n Da l i a n Un i v e r s i t y o f T e c h no l o g y Pr e s s ，1 9 9 I ． Ch r i s t e n s e n L．Di s pl a c e me n t c o n t r o l i n l a t e r a l b u c k l i n g o f‘ ‘s h o r t ’ ’ p i p e l i n e s[ R ] ．