内压作用下耐磨胶带层对非黏结柔管扭转特性的影响

作     者：罗春苗 付世晓 张萌萌 陈鲲鹏 崔晓轩 LUO Chunmiao;FU Shixiao;ZHANG Mengmeng;CHEN Kunpeng;CUI Xiaoxuan

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 浙江恒安泰石油工程有限责任公司浙江舟山316000 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2025年第59卷第1期

页      面：121-130页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：上海市晨光计划(21CGA15) 国家自然科学基金基础科学中心项目(52088102) 中央高校基本科研业务费专项资金(22X010201787)资助项目 

主　　题：非黏结柔性管 耐磨胶带 扭转平衡 修正弹性模量 敏感性分析 

摘      要：非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计分析中所忽视的螺旋铠装内外侧耐磨胶带,基于理论推导,建立耐磨胶带层扭转刚度及弹性模量修正算法,结合有限元模型,探究胶带层叠压对于非黏结柔管整体扭转的影响.结果显示,采用经过修正的胶带层弹性模量所得管道扭转结果更接近实测结果,对实际工程应用具有一定的指导意义.进一步研究发现,非黏结软管的整体扭转角与耐磨胶带的宽度正相关,与耐磨胶带的铺设角负相关,而随着叠压率增加,管道扭转角减小.