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摘要
水下石油生产系统通常布置于海床上，其保护措施对生产系统的工作稳定性与安全性十分重要。根据实际海洋环境条件与水面航道要求，目前有工程创新性地采用大直径钢圆筒嵌入海床面一下作为水下生产系统的保护结构。对于此类型防护结构与工程应用，邻近自升式钻井船进行桩靴插拔作业时会对钢圆筒稳定性造成影响，带来安全隐患。现采用耦合欧拉与拉格朗日有限元数值方法对双桩靴贯入产生的钢圆筒扰动问题进行数值模拟分析。研究桩靴贯入过程中土体和钢圆筒基础的变形和应力变化，从而分析钢圆筒保护结构的稳定性与安全性。结果表明，钢圆筒筒壁附加应力及位移在初期随桩靴贯入深度增加而增大，达到峰值后趋于稳定；桩靴贯入到一定深度后，桩靴上部土体发生回流现象，导致对钢圆筒的影响降低；双桩靴对钢圆筒的影响随筒靴间距增大而减弱，但其影响范围较于单桩靴贯入有明显扩大。可为水下石油生产系统保护措施的设计与现场应用提供有效的参考依据。
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单位大连理工大学; 海洋石油工程股份有限公司; 海岸和近海工程国家重点实验室
