基于有限元法的深水钻井隔水管压溃评估.pdf

第 4 3卷第 4 期 2 0 1 5 年 7月 石 油 钻 探 技 术 P E T RO L E UM D RI L L I N G T E C HNI QUE S Vo 1 ． 4 3 No ． 4 J u 1 ． ， 2 0 1 5 ． ． “ 9 7 3 ” 深水钻 井专题 d o i 1 0 ． 1 1 9 1 1 ／ s y z t j s ． 2 0 1 5 0 4 0 0 8 基 于有 限元法 的深水钻 井隔水管压 溃评估 刘秀全 ，陈国明 ， 宋 强 ，畅元江 ，许亮斌 1 ． 中国石油大学海洋油气装备与安全技术研究 中心 ， 山东青 岛 2 6 6 5 8 0 ； 2 ． 中海油研究总 院， 北京 1 0 0 0 2 8 摘要 压溃是深水钻井隔水管主要的失效模式之一， 现有的理论算法无法考虑缺陷对隔水管压溃的影响。 因此， 考虑磨损和腐蚀对隔水管压溃性能的影响， 建立了深水钻井隔水管非线性压溃有限元评估方法， 并与深水钻 井隔水管压溃理论评估方法进行了对比。结果表明 有限元压溃分析方法与 AP I R P 2 R D、 D NV OS F 1 0 1 推荐算 法的分析结果基本一致， 验证了隔水管压溃有限元分析方法的准确性； 压溃过程的初始阶段 隔水管发生弹性变形， 当内外压差达到临界压力时， 隔水管开始发生塑性变形， 弹性阶段向塑性阶段的突变点即为隔水管压溃临界点； 完 好隔水管压溃后截面呈扁平状， 缺损隔水管压溃后截面呈锥形； 随着隔水管缺陷尺寸增大， 隔水管临界压溃压力逐 渐 降低 。 关 键词 深水钻井 隔水管 压 溃 有 限元法 缺 陷 中图分类号 TE 9 5 1 文 献标 志码 A 文 章编 号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 5 0 4 0 0 4 3 0 5 Co l l a ps e As s e s s me nt f o r De e p wa t e r Dr i l l i n g Ri s e r s o n t he Ba s i s o f Fi ni t e El e me nt M e t ho d L i u X i u q u a n ，C h e n Gu o mi n g ，S o n g Qi a n g ， C h a n g Y u a n j i a n g ， X u L i an g b i n 1 ．Re s e a r c h C e n t r e o f O f f s h o r e 0 Z a n d G a s Eq u i p me n t a n d S a f e t y T e c h n o l o g y，C h i n a Un i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ， n g d a o ，S h a n d o n g，2 6 6 5 8 0 ，C h i n a ；2 ． C N0 0C Re s e a r c h I n s t i t u t e ，B e i j i n g ，1 0 0 0 2 8 ， C h i n a A b s t r a c t C o l l a p s e i s o n e o f t h e ma j o r f a i l u r e mo d e s i n d e e p wa t e r d r i l l i n g r i s e r s ．I n t h e e x i s t i n g t h e o r e t i c a 1 a l g o r i t h m ，t h e e f f e c t s o f d e f e c t s o n r i s e r c o l l a p s e c a n n o t b e c o n s i d e r e d ． Th i s p a p e r d e s c r i b e s t h e e f f e c t s o f we a r a n d c o r r o s i o n o n t h e p o t e n t i a l f o r r i s e r c o l l a p s e ，s e t s u p a me t h o d o f f i n i t e e l e me n t e v a l u a t i o n f o r n o n l i n e a r c o l l a p s e o f d e e p wa t e r d r i l l i n g r i s e r s ，a n d d e t a i l s h o w t h e v e r i f i c a t i o n a n d a n a l y s i s f o r t h e me t h o d we r e c a r r i e d o u t ．I t s h o we d t h a t t h e a n a l y s i s r e s u l t s o f f i n i t e e l e me n t s t r e s s a n a l y s i s c o i n c i d e d we l 1 wi t h t h a t r e c o mme n d e d b y API RP 2 RD a n d DNV OS F1 0 1 。t h e a c c u r a c y o f f i n i t e e l e me n t a n a l y s i s me t h o d f o r r i s e r c o l l a p s e wa s v e r i f i e d ．At t h e i n i t i a l s t a g e o f r i s e r c o l l a p s e ，r i s e r s we r e e l a s t i c a l l y d e f o r me d ．Af t e r t h e d i f f e r e n c e b e t we e n i n t e r n a l a n d e x t e r n a l p r e s s u r e s r e a c h e s a c r i t i c a l v a l u e ．r i s e r s we r e p l a s t i c a l l y d e f o r me d ．Th e p o i n t o f a b r u p t c h a n g e f r o m e l a s t i c t o p l a s t i c d e f o r ma t i o n i S t h e c r i t i c a 1 p o i n t o f r i s e r c o l l a p s e ． Af t e r c o l l a p s i n g。t h e o r i g i n a 1 i n t a c t r i s e r s b e c a me f l a t a n d s o me r i s e r s t h a t h a d d e f e c t s i n i t i a l l y b e c a me c o n e - s h a p e d ．I n a d d i t i o n，t h e c r i t i c a 1 c o l l a p s e p r e s s u r e o f r i s e r s d e c r e a s e d g r a d u a l l y wi t h t h e i n c r e a s e o f t h e d e f e c t s i z e s o f r i s e r s ． Ke y wo r d s d e e p wa t e r d r i l l i n g；r i s e r ；c o l l a p s e ；f i n i t e e l e me n t me t h o d；d e f e c t 深水钻井隔水管系统是水下井 口与钻井平 台之 间最重要的连接单元 ， 其主要 功能是提供井 口防喷 器与钻井平台之间的钻井液往返通道 ， 支撑辅助管 线 ， 引导钻具 ， 作为下 放与撤 回井 口防喷器组 的载 体_ 1 ] 。当发生井 漏、 井 涌、 井 喷或 隔水管 紧急脱 离 时， 隔水管内部的钻井液减少 ， 内外压差增大 ， 有可能 导致隔水管发生压溃失效。例如 ， 1 9 8 2年， 一艘半潜 平台在墨西哥湾进行钻井作业， 作业水深为 5 3 3 ． O 0 m， 当钻至井深 1 7 0 0 ． O 0 m 时 ， 由于隔水 管 内部钻 井 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 2 1 ； 改回 日期 2 0 1 5 0 7 - 0 1 。 作者简 介 刘秀全 1 9 8 7 一 ， 男， 山东枣庄人 ， 2 0 0 9年毕业 于中 国石油 大学 华 东 机械设 计制造及其 自动化专业 ， 2 0 1 4年获 中国石 油大学 华东 机械工程博士学位， 讲师， 主要从事深水钻井隔水管技 术与装备研 究。 联 系方式 O 5 3 2 8 6 9 8 3 3 9 3 ， l x q mc a e 1 6 3 ． C O IT I 。 基金项 目 国家重点基础研 究发展 计划 “ 9 7 3 ” 计划 项 目“ 海 洋 深水油气安全高效钻完 井基 础研 究” 编号 2 O 1 5 C B 2 5 1 2 O 0 和 国家 科技 重大专项“ 深水钻 井隔水 管作 业 管理及安 全评价技 术” 编号 2 0 1 1 Z X0 5 0 2 6 0 0 1 - 0 5 联合资助。 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 5 年 7月 液液 柱压 力 发 生 变 化 ， 突 然 发 生 隔水 管 压 溃 事 故[ 。2 0 1 3年 ， 位 于安 哥拉 海域 的 E n s c o D S I钻 井船采用隔水管下放 防喷器 ， 由于防喷器未打 开、 海水无法进人隔水 管 内部 ， 下放至 1 2 1 0 ． 0 0 i n水 深时张紧力 突然增 大 ， 调查发 现 隔水管 出现压 溃 失效 。隔水管压溃事 故不但会导致 隔水 管结构破 坏， 还可能引起其余钻井装备的损坏甚至井控失 败 ， 给海洋钻井作业带来较 大危害 ， 因而有必要进 行隔水管压溃评估方法研究 。 目前 ， 国内外学者 已提出多种隔水管压溃评估 方法 ， 主要包括经典算法 、 S o u t h we l l 方法 、 T i mo s h e n k o方法 、 S h e l l 方法 、 Ha a g s ma S c h a a p方法、 D NV 方法、 修正经典算法等 ] 。美 国石油学会和挪威船 级社也 针对 管 柱压 溃 问题 制定 了相关 规 范 AP I B UL L E TI N 5 C 3给出了不 同材料和径厚 比的管柱 压溃经典算法 ； AP I R P 2 R D和 AP I RP 1 1 1 1选取 S h e l l 方法作为管柱压溃计算方法 ； 挪威船级社则在 Ha a g s ma - S c h a a p方法的基础上稍作修正提出 DNV 算法 ， 作 为 DNV OS F I O I等 规 范 中 的推 荐 做 法r g 1 。上述推荐理论算法可进行完好 隔水管的压 溃分析 ， 但都没有考虑缺陷对 隔水管压溃性能的影 响。实际中， 隔水管服役期间受海洋 自然环境 、 钻井 液以及钻杆偏磨的影响 ， 易 出现磨损 、 腐蚀等缺 陷。 目前 ， 采用有限元建模技术可以考虑缺 陷对隔水管 压溃的影 响。 因此， 笔者利用有限元建模技术， 建立了隔水 管压溃有限元 评估 方法 ， 对 隔水 管压 溃有 限元评 估方法进行 了验证 ， 并利 用该方 法进 行 了缺损 隔 水管 的压溃分 析 ， 可 为深 水钻 井隔水 管设 计提 供 依据 。 隔水管压溃有限元评估方法 隔水管压溃是典型 的材料非线性稳定性 问题 ， 隔水管压溃失效前载荷和位移平稳增大， 隔水 管压 溃失效后 达到极值点之后 ， 隔水管开始释放应 变 能 ， 载荷一 位移 曲线呈现负斜率[ 1 引。针对该类非线 性问题 ， 一般采用 Ne w t o n - Ra p h s o n和 R i k s 非线性 算法进行求解， 而采用 N e w t o n - R a p h s o n 非线性算 法进行求解时 ， 无论采用载荷控制方法还是位移控 制法均难以确定极值点及其后面的载荷一 位移， 且计 算不易收敛 、 结果不准确。Ri k s 方法是较为稳定 的 结构非线性分析方法 ， 在一个载荷 步内进行多次迭 代并 自动调整载荷步增量 ， 可 以实现结构屈 曲前后 的路径跟踪。根据 Ri k s 理论 ， 加载过程中载荷增量 和位移增量的关 系可表示为_ 1 k T A x 一 0 RF 1 式 中 为切线刚度矩阵 ； A x为位移增量 向量 ； P n 为参 考 载 荷 向量 ； R 为 残 余 力 向量 ； 为 载 荷 因子 。 式 1 的未知变量为位移增量 向量 △ 和载荷 系数 ， 扎次迭代下的方程组未知量个数为7 2 1 ， 所 以需要补充一个控制方程 ， 可表示为 A x ,l 2 P i一 △ Z 。 2 式 中 为迭代搜索中的弧长 ， 即保证迭代计算过 程 中弧长不发生变化 ， 进行隔水管压溃分析 时要不 断进行每个载荷增量下的迭代计算， 直至残余力满 足收敛要求。 目前 ， 有 限元分 析软 件 AB AQUS和 ANS YS 已集成了 Ri k s 方法 ， 并具有结构失稳、 屈 曲等非线 性稳定性方面 的计算功 能， 其 中 AB AQUS软件在 大变形非线性分析方面具有较强的优势 ， 因此 ， 笔者 选用 A B AQUS软件进行隔水管压溃失效评估 。考 虑到隔水管系统结 构为细长形 ， 为典型 的平面应变 问题 ， 只需建立隔水管截面有限元分析模 型。以外 径 5 3 3 ． 4 mm、 壁厚 2 2 ． 2 mm 的完好隔水管为例 ， 采 用 AB AQUS软件建立 隔水管压 溃有 限元 分析 模 型， 采用 C P S 8 R单元 划分 网格 ， 并在隔水管外 围施 加压力 ， 如 图 1所 示。隔水管 的材料 一般 为 X8 0 钢， 其屈服强度为 5 5 2 MP a ， 隔水管材料的应 力一 应 变 曲线如图 2所示。采用 R i k s 方法对隔水管进行 非线性压溃分析， 得 出隔水管压溃过程 中的压力一 位 移曲线 见 图 3 ， 完好 隔水管压溃后 的截面形状如 图 4所示 。 图 1 隔水管压溃有 限元分 析模 型 F i g ． 1 Fi n i t e - e l e me n t a n a l y s i s mo d e l f o r r i s e r c o l l a p s e 第4 3卷第 4期 刘秀全等． 基 于有限元法的深水钻井隔水管压溃评估 6。。 5 。。 4 O 0 重 0 o 2。。 l 。。 O 3 O 2 5 2 0 商 叟 出 1 0 5 O 0 ．0 0 2 0 ．0 0 4 0 ．0 0 6 0 0 0 8 0 0 1 0 应变 图 2 隔水管应力一 应变曲线 F i g ． 2 S t r e s s - s t r a i n c n r v e o f r i s e r s 5 1 0 1 5 2 0 2 5 位移／ ra m 图 3 隔水管压力一 位移曲线 Fi g ． 3 The p r e s s u r e - d i s pl a c e me nt c nl - v e of r i s e r s 应力／ P a 图 4 完好隔水管压 溃截 面 F i g ． 4 Co l l a p s e c r o s s - s e c t i o n o f i n t a c t r i s e rs 由图 3和图 4可知 隔水管非线性压溃分析是 一 个不断迭代的过程 ， 初始 阶段隔水管发生弹性变 形 ， 隔水管位移变化较 小 ， 隔水管外部 压力升 高较 快 ； 当内外压差达 到临界压力 时， 隔水管发生失稳 ， 隔水管开始发生塑性变形 ， 隔水管位移增大较快 ， 压 力出现一定程度的下降 ； 由弹性阶段 向塑性阶段的 突变点即为隔水管压溃临界点， 此时对应的压 力即 为隔水管临界压溃压力 ， 压溃后隔水管的截 面发生 明显变化 ， 基本呈扁平状 。 2 隔水管压溃有限元分析方法验证 目前 ， AP I B UL L E TI N 5 C 3 ， AP I R P 2 R D， AP I RP 1 1 1 1和 DNV OS F 1 0 1 均给出管柱压溃理论分 析方法 ， 其 中 AP I B UL L E TI N 5 C 3较 早给 出了管 柱压溃 的经典算法[ 1 ， AP I RP 2 R D， AP I R P 1 1 1 1 和 DNV O S F 1 0 1 均是在经典算法 的基础上对管柱 压溃算法进 行 了改进 ， 分析精度较 高[ 1 1 - 1 2 ] ， 因此选 取 AP I RP 2 R D， A P I R P 1 1 1 1和 D NV O S F 1 0 1的 推荐做 法进行 隔水管 压溃有 限元 分析 方法 验证 。 AP I RP 2 R D， A P I RP 1 1 1 1 和 DNV O S F 1 0 1的推 荐做法分别为 一 _ 3 ／ b P D N v P 。 b 一Ply 一 P D r c v P b P f y Y o 4 式 中 f y 和 P b 分别 为屈服压溃和弹性压溃失效 临 界压力 ， MP a ； D 为隔水管外径 ， ram； t 为隔水管壁 厚 ， mm； f o为 隔水 管椭 圆度 ； 和 。 N V 分别 为 AP I 和 DNV推荐算法的临界压溃压力 ， MP a 。 以 5 3 3 ． 4 mm X 8 0 钢隔水管为例 ， 分别采用深 水钻井隔水管压溃规范推荐方法和有限元评估方法 进行壁厚 2 5 ． 4 ， 2 3 ． 8 ， 2 2 ． 2 ， 1 9 ． 0和 1 2 ． 7 mm 隔水 管 的压溃评估 ， 结果如图 5所示 。 图 5 不同计算方法计算出的隔水管临界压溃压力 F i g ． 5 Cr i t i c a l c o l l a p s e p r e s s u r e s o f r i s e rs c a l c u l a t e d wi t h di f f e r e n t me t h o d s 由图 5可 知， 有 限元 压 溃分 析 方 法 与 AP I 、 D NV推荐算法的隔水管压溃压力分析结果基本一 致 ， 验证了隔水管压溃有 限元分析方法 的准确性 。 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 5 年 7月 3 实例分析 正常钻进过程 中钻杆位于隔水管系统 内部 ， 钻 杆以一定 的转速在隔水管 内旋转 ， 隔水管系统与钻 杆发生接触和摩擦 ， 进而发生磨损， 隔水管磨损形状 一 般为月牙形 。此外 ， 深水钻井 隔水管使用过程 中 长期与海水 、 钻井 液等接触 ， 隔水管会 出现腐蚀缺 陷， 常采用长方体描述腐蚀缺陷， 一般腐蚀长度与深 度之 比取 4 1 。基于建立 的深水钻井隔水管压 溃 有限元评估方法 ， 建立了缺损 隔水管压溃有限元分 析模型 ， 隔水管外径为 5 3 3 ． 4 1T X I T I 、 壁厚为2 2 ． 2 mm， 材料为 X8 0钢， 材料特性曲线如 图 2所示 。进行缺 损隔水管压溃有限元分析 ， 压溃前隔水管 的受力分 布如图 6所示 ， 压 溃后 的隔水 管截 面形 状 如 图 7 所示 。 图 6 缺损隔水管应力分析 Fi g ． 6 S t r e s s an a l y s i s o n d e f e c t i v e r i s e r s 应力／ P a 图 7 缺 损隔水 管压 溃分析 Fi g． 7 Co l l a p s e a n a l ysi s o n d e f e c t i v e r i s e rs 由图 6和图 7可知 隔水管缺陷会引起隔水管 结构突变， 缺陷处的隔水管出现应力集中； 随着隔水 管外部压力增大 ， 缺陷处的隔水管应力先达到屈服 强度 ， 隔水管开始发生压溃变形 ， 进而引起整个隔水 管压溃失效 。与完好隔水管的压溃变形 见 图 4 相 比， 缺陷处隔水管压溃变形较为明显 ， 整个压溃截面 呈 现锥 形 。 为 了进一步定量评估缺陷对隔水管压溃性能的 影响， 针对深水钻井隔水管磨损和腐蚀 2种缺陷类 型 ， 分别进行不同磨损率 磨损深度与隔水管壁厚之 比 、 腐蚀率 腐蚀深度与隔水管壁厚之比 下的深水 钻井隔水管 压溃 有 限元分 析 ， 结 果 如 图 8和 图 9 所示 。 图 8 磨损对隔水管压溃的影响 Fi g． 8 I m p a c t s o fwe a r o n r i ser c o l l a p s e 图 9腐蚀 对隔水管压溃的影响 Fi g． 9 Im p ac t s o f c o r r os i o n O l l r i s e r c o l l a ps e 由图 8和 图 9可看 出， 含磨损和腐蚀缺陷的隔 水管压溃性能较差 ， 且随着 深水钻井隔水管缺陷尺 寸增大 ， 隔水管临界压溃压力逐渐降低 ， 说 明磨损和 腐蚀均是影响隔水管抗压溃能力 的重要因素 。 4 结论与建议 1 针对理论算法无法进行缺损隔水管压溃评 估的问题 ， 建立了深水钻井 隔水管非线性压溃有限 元评估方法 ， 并与 AP I 和 DNV 的推荐算法进行 了 对 比验证 ， 验证了隔水管压溃有限元分析方法 的准 确性。 ／ 勘●l ■lll I OO OO OO O O O O O OO 第4 3卷第 4期 刘秀全等． 基于有限元法的深水钻井隔水管压溃评估 4 7 2 隔水管非线性压 溃分 析是一个不断迭代 的 过程 ， 初始阶段隔水管发生弹性变形 ， 隔水管位移变 化较小 ； 当内外压差达到临界压力时， 隔水管发生失 稳 ， 隔水管开始发 生塑性变 形 ， 隔水 管位移增 大较 快 ， 压力会 出现一定程度 的下降， 弹性 阶段向塑性 阶 段的突变点 即为隔水管压溃临界点。 3 完好隔水管压溃后截 面呈扁平状 。缺损隔 水管最先在缺陷处发生压溃变形 ， 进而引起整个隔 水管截面压溃失效 ， 压溃后的隔水管截 面呈锥形 ， 且 随着隔水管缺陷尺寸 的增大 ， 隔水管 临界压溃压力 逐渐降低 。 4 深水钻井隔水管压溃受材料性能、 隔水管结 构参数 以及隔水管 内外压力等 因素 的影响 ， 且各参 数均呈现一定的随机性 ， 建议进一 步考虑影 响隔水 管压溃参数的概率分布 ， 开展深水钻井 隔水管压溃 可靠性研究 。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] I- 4 ] 参考文献 Re f e r e nc e s 张磊 ， 畅元江 ， 刘 秀全， 等． 深水 钻井 隔水管 与防喷器 紧急脱离 后 的反冲响应分析 E J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 1 3 ， 4 1 3 2 5 3 0 ． Z h a n g L e i ， Ch a n g Yu a n j ia n g ， Liu Xi u q u a n ， e t a 1 ．Re c o i l a n a l y s i s f o r d e e p wa t e r d r i l l i n g r i s e r a f t e r e me r g e n c y d i s c o nn e c t ion w i t h b l o w o u t p r e v e n t e r [ J ] ． P e t r o l e u m D r i l l i n g T e c h n i q u e s ， 2 0 1 3 ， 4 1 3 2 5 3 0 ． I S 0 1 3 6 2 4 1 Pe t r o l e u m a n d n a t ur a l g a s i n d us t r i e s d r i l l ing a nd p r o d u c t i o n e q u i p me nt p a r t 1 d e s i g n a n d o p e r a t i o n o f ma r i n e d r i l l i n g r i s e r e q u i p m e n t [ S ] ． 刘 秀全， 陈国明， 彭朋 ， 等． 深水钻井 隔水管单 根寿命 管理方 法 _ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 1 1 ， 3 9 2 4 0 4 4 ． Li u Xi u q u a n， Che n Guo mi n g， Pe n g Pe n g， e t a 1 ． De e p wa t e r d r i l l i n g r i s e r j o i n t s m a n a g e me n t [ J ] ．P e t r o l e u m D r i l l in g T e c h ni q u e s。 2 01 1 ， 3 9 2 4 0 4 4 ． 隋秀香 ， 梁羽丰 ， 李轶明 ， 等．基于多普勒测 量技 术 的深水 隔水 管气侵早 期监测研究[ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 1 4 ， 4 2 5 9 0 9 4 ． Su i Xi u x i a n g， Li a n g Yu f e n g， Li Yimi n g， e t a 1 ．Ea r l y mo n i t o r i n g o f t he g a s c u t i n d e e p wa t e r r i s e r b a s e d o n d o p pl e r me a s u r ing s y s t e m[ J ] ． P e t r o l e u m D r i l l i n g Te c h n i q u e s ， 2 0 1 4 ， 4 2 5 9 0 9 4 ． [ 5 ] Er b P R， Ma Ti e n - Ch i ， S t o c k i n g e r M P ． Ri s e r c o l l a p s e a u n i q u e p r o b l e m i n d e e p w a t e r d r i l l i n g [ R ] ． I AD C ／ s P E 1 1 3 9 4 ， 1 9 8 3 ． [ 6 ] B e n j a mi n A C ， C u n h a D J S ． A s s e s s m e n t o f h y d r o s t a t i c c o l l a p s e o f s u b ma r i ne p i p e l i n e s h i s t o r i c a l r e v i e w o f t he c l a s s i c me t h o d s pr oc e e d i n g s o f t h e 2 0 1 2 9 t h I n t e r n a t i o n a l Pi p e l i n e Co n f e r e n e e ， C a l g a r y ， S e p t e m b e r 2 4 2 8 ， 2 0 1 2 [ C ] ． [ 7 ] B e n j a mi n A C， C u n h a D J ． As s e s s me n t o f h y d r o s t a t i c c o l l a p s e o f s u b ma r i n e p i p e l i n e s t h e c l a s s i c a l a p pr o a c h r e v i s i t e d pr o c e e ding s o f t h e AS ME 3 1 s t I n t e r na t i o n a L Co nf e r e n c e o n 0一 c e a n， Of f s h o r e a n d Ar t i c En g i n e e r i n g， Ri o d e J a ne i r o， J u l y l 一 6， 2 o 1 2 [ C ] ． [ 8 ] Ka v a n a g h W K， L o u J ， Ha y s P ． D e s i g n o f s t e e l r i s e r s i n u l t r a d e e p wa t e r t h e i n f l u e n c e o f r e c e n t c o d e r e q u i r e me n t s on wa l l t h i c k n e s s d e s i g n f o r 1 0 ， o 0 0 f t w a t e r d e p t h [ R ] ． O T C 1 5 1 0 1 ， 2 0 0 3 ． r 9 ] A _P I B UL L E T I N 5 C3 1 9 9 4 B u t t l e t i n o n f o r mu l a s a n d c a l c u l a t i o n s f o r c a s i n g ， t u b i n g ， d r i l l p i p e a n d l i n e p i p e p r o p e r t i e s [ S ] ． E l O ] AP I R P 1 1 1 1 1 9 9 9 D e s i g n ， c o n s t r u c t io n， o p e r a t i o n ， a n d ma i n t e n a n c e o f o f f s h o r e h y d r o c a r b o n p i p e l i n e s [ S ] ． [ 1 1 ] A PI R P 2 RD- - 1 9 9 8 De s i g n o f r is e r s f o r f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e ms P F S s a n d t e n s i o n - l e g p l a t f o r ms T L P s [ S ] ． [ 1 2 ] D N V O S F 1 O 1 2 0 0 5 S u b ma r i n e p i p e l i n e s y s t e m s [ S ] ． [ 1 3 ] 秦荣． 工程结构非线性[ M] ． 北京 科学出版社， 2 0 0 6 ． Qi n R o n g ． No n l i n e a r e n g i n e e r i n g s t r u c t u r e [ M] ． B e i j in g ．． S c i e n c e P r e s s ， 2 0 06 ． [ 1 4 ] 刘金梅 ， 周 国强 ， 韩 国有． 弧长法在 服役石油 井架非线性 全过 程仿 真中的应用研 究 [ J ] ． 应用 力学 学报 ， 2 0 1 2 ， 2 9 2 2 2 9 2 3 3 ． Li u J i n me i ， Zh o u Gu o q i a n g， Ha n Gu o y o u ．Ap p l i c a t i o n o f a r c - l e n gt h me t h o d t o f u l l r a n ge n o nl i n e a r s imu l a t i o n o f d e r r i c k i n - s e r v i c e [ J ] ． C h i n e s e J o u r n a l o f Ap p l i e d Me c h a n i c s ， 2 0 1 2 ， 2 9 2 2 2 9 2 3 3 ． [ 编辑刘文臣]