深海钢悬链立管应力接头动力及疲劳性能研究

摘要

深海钢悬链立管(SCR)顶端的应力接头是立管和平台的重要连接部件,长期处于大交变载荷以及海洋腐蚀之下,其动力及疲劳问题亟待研究探讨.对深海钢悬链立管两种顶端接头:锥形应力接头与套管应力接头进行了分析对比.首先对钢悬链立管进行海洋环境载荷下的时域总体动力分析,然后对两种应力接头进行局部动力分析、疲劳分析以及疲劳寿命估算.分析结果表明,应力接头本身应力水平远低于材料极限强度,锥形应力接头在接头与管连接处易发生疲劳破坏;套管应力接头不存在接头与管连接的问题,应力极值和最低疲劳寿命出现在内层套管末端与立管相接触的区域.锥形应力接头的应力水平普遍高于套管应力接头,但其疲劳性能优于套管应力接头,而锥形应力接头的材料成本明显高于锥形应力接头.因此综合多方面考虑,深海SCR需要针对具体情况选取合适的应力接头形式和尺寸参数.