JPH0525993B2 - - Google Patents
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- JPH0525993B2 JPH0525993B2 JP16068280A JP16068280A JPH0525993B2 JP H0525993 B2 JPH0525993 B2 JP H0525993B2 JP 16068280 A JP16068280 A JP 16068280A JP 16068280 A JP16068280 A JP 16068280A JP H0525993 B2 JPH0525993 B2 JP H0525993B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- top surface
- feet
- diameter
- stress
- connection
- Prior art date
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Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば海面上に配置されたプラツト
フオームのような第1の構造物と、海底に固定さ
れたアンカー土台構造のような第2の構造物とを
接続し、これら構造物間を接続したパイプのよう
な接続部材を案内する立ち上り管用の変形可能な
剛性接続体並びに立ち管立体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention connects a first structure, such as a platform placed on the sea surface, and a second structure, such as an anchor foundation structure fixed to the seabed. The present invention also relates to a deformable rigid connection body for a riser pipe and a standpipe body for guiding a connecting member such as a pipe connecting these structures.
米国特許第3976021号の第10図に接続部の上
面及び下面間の直線状のテーパを備えている中間
接続部を有している立ち管が示されている。この
中間接続部は上面ででも下面ででも固定されてい
ない。この米国特許は曲線状の傾斜もこのような
傾斜に対する最適の構造も開示していない。 FIG. 10 of U.S. Pat. No. 3,976,021 shows a standpipe having an intermediate connection with a linear taper between the upper and lower surfaces of the connection. This intermediate connection is not fixed either on the top or on the bottom side. This US patent does not disclose curved slopes or optimal structures for such slopes.
米国特許第3605413号が上方部と相互連結して
いる剛性変動下方部を備えている立ち管を開示し
ている。下方部すなわち土台部が鋼で形成されて
いて、非均一剛性すなわち非均一断面係数を有し
ており、海底構造に接続している土台部の下部で
最大であり、上方部にとりつけられている土台部
の頂部において最小である。 U.S. Pat. No. 3,605,413 discloses a standpipe with a variable stiffness lower section interconnected with an upper section. The lower part or base is made of steel and has a non-uniform stiffness or non-uniform section modulus, which is greatest at the bottom of the base where it connects to the subsea structure and is attached to the upper part. It is smallest at the top of the base.
このような基準を満足させるために、この米国
特許は土台構造が複数個の区分から成り、各区分
が異なる外径と壁厚さとを有していることを示し
ている。各区分は異なる外径を有しているが、夫
夫が同一の内径を有している。これらの区分が相
互連結しているので最下方の区分が最大の外径
を、上方の部分に向うのに従つて小さい外径を有
している。更に、各区分の相互連結部において、
連結されている区分の異なる外径を補正するテー
パが設けられている。この特許に、このような傾
斜が全区分に沿つて伸長可能であると記されてい
る。 In order to meet such criteria, this patent shows that the foundation structure consists of a plurality of sections, each section having a different outside diameter and wall thickness. Each section has a different outer diameter, but the husband and wife have the same inner diameter. These sections are interconnected so that the lowermost section has the largest outer diameter and the upper sections have smaller outer diameters. Furthermore, at the interconnection part of each section,
A taper is provided to compensate for the different outer diameters of the connected sections. The patent states that such a slope can be extended along the entire section.
直径変化区分に加えて、土台部は曲率の半径の
急激な変化を防ぎ、立ち管の上方部と立ち管の土
台部の上方区分間の応力移動部材として作用する
剛性遷移構造から成る。 In addition to the diameter-varying section, the base consists of a rigid transition structure that prevents abrupt changes in radius of curvature and acts as a stress transfer member between the upper section of the standpipe and the upper section of the standpipe base.
この米国特許は異なる外径を有している構成要
素から成る中間接続部を示しているが、接続部の
頂部から下部に連続的にテーパしている外表面を
備えている接続部は示していない。更に、この米
国特許は構造の長さに沿つてほぼ一定の合応力を
有している最適に構成されている中間接続部も開
示していない。 Although this U.S. patent shows an intermediate connection consisting of components having different outside diameters, it does not show a connection having an outside surface that tapers continuously from the top of the connection to the bottom. do not have. Furthermore, this patent does not disclose an optimally configured intermediate connection having a substantially constant resultant force along the length of the structure.
出願人が関連する先行技術として知つている他
の文献には米国特許第3794849号があり、この米
国特許は浮遊動力装置を、この動力装置を海岸に
連結している定置導体に接続している中立浮力導
体を開示している。この中立浮力導体は一定の内
径及び外径を有していて、種々の負荷から生じる
分布応力に対する垂曲線として曲がると記されて
いる。この米国特許は、更に、図面に頂部から下
部に連続的に変じる厚さを有している垂直構造を
開示している。この特許公報にはこれらが溝を形
成するために建造された注入コンクリートの護岸
であると記されているが、それ以上は定められて
いない。 Other documents known to the applicant as relevant prior art include U.S. Pat. No. 3,794,849, which connects a floating power plant to a stationary conductor connecting the power plant to the shore. A neutrally buoyant conductor is disclosed. The neutral buoyancy conductor is described as having constant inner and outer diameters and bending as a vertical curve for distributed stresses resulting from various loads. This US patent further discloses a vertical structure having a thickness that varies continuously from top to bottom in the drawings. The patent publication states that these are poured concrete revetments constructed to form ditches, but does not specify further.
米国特許第3605413号の特許と同様に、この米
国特許にも頂部から下部まで連続的に変化してい
る外径を備えていて、接続部の長さに沿つてほぼ
一定の合応力を有するように最適に形状づけされ
ている中間接続部は開示されていない。 Similar to U.S. Pat. No. 3,605,413, this U.S. patent also has an outer diameter that varies continuously from top to bottom to provide a nearly constant resultant force along the length of the connection. An intermediate connection which is optimally shaped is not disclosed.
リング型の応力除去部材を開示している米国特
許第3559410号が知られている。しかし、この米
国特許は構造の長さに沿つてほぼ一定の合応力を
有している、長手方向に伸びている、連続的にか
つ曲線状に外径が変じている中間接続部を開示し
ていない。 US Pat. No. 3,559,410 is known which discloses a ring-shaped stress relief member. However, this U.S. patent discloses a longitudinally extending, continuously and curvilinearly varying outer diameter intermediate connection having a substantially constant resultant force along the length of the structure. Not yet.
出願人が知つている更に別に特許には、ジヤケ
ツト下部とパイとの間にとりつけられていてその
間にとりつけられていてその間で水平荷重を移動
させる部分的に厚さの変じている壁体を有してい
るジヤケツトとパイルの接合具を開示している米
国特許第3512811号がある。しかし、この米国特
許は、一定の内径を有しているが曲線状に変じて
いる外径を備えていて、更に構造物の長さに沿つ
てほぼ一定の合応力を有している長手方向に伸び
ている中間接続部を示していない。 Still other patents known to the applicant include walls of partially varying thickness attached between the lower part of the jacket and the pie to transfer horizontal loads therebetween. U.S. Pat. No. 3,512,811 discloses a jacket-to-pile connector that does the same. However, this U.S. patent describes a structure having a constant inner diameter but a curved outer diameter, and a longitudinal direction having a substantially constant resultant force along the length of the structure. does not show intermediate connections extending to
最後に、米国特許第1706246号がその図面に連
続的に変じている、すなわちテーパしている外表
面を有している垂直構造を開示している。これら
の垂直構造物は頂部から下部へと直線状に厚さが
変じている壁体を有する。しかし、この米国特許
には最適の設計基準又はこのようにテーパしてい
る壁体を有することの利点が示されていない。更
に、この米国特許はこのようなテーパした輪郭を
備えている中間接続部を開示していない。 Finally, US Pat. No. 1,706,246 discloses a vertical structure with a continuously varying or tapered outer surface in its drawings. These vertical structures have walls that vary linearly in thickness from top to bottom. However, this patent does not indicate optimal design criteria or the benefits of having walls that taper in this manner. Moreover, this patent does not disclose an intermediate connection with such a tapered profile.
上記の開示から分るように、とりわけ海底構造
物を海面構造物に接続する中間接続部が必要とさ
れている。このような接続部は更にこの接続部に
加えられる変動する荷重に耐えることのできる寸
法と強度を示しながら、材料の節約と容易な製造
のための最適の構造を有する必要がある。 As can be seen from the above disclosure, there is a need for intermediate connections that connect subsea structures to subsea structures, among other things. Such a connection must also have an optimal construction for material savings and ease of manufacture, while exhibiting dimensions and strength capable of withstanding the varying loads applied to the connection.
しかし、上述した如くに、出願人が知つていて
引用した先行文献は、海底構造物を海面構造物に
接続するために、特に油及びガス生産装置に使用
することのできる最適に構成されている中間接続
部を開示していないので上記の必要条件を満足さ
せていない。従来文献の欠点を考慮して、出願人
は出願人が知つているいずれの先に開示された装
置も、単独ででも組み合わせてでも本発明を示し
ていないと信じる。 However, as stated above, the prior art known and cited by the Applicant does not suggest an optimally configured structure that can be used to connect subsea structures to surface structures, particularly oil and gas production equipment. The above requirements are not met because the intermediate connections are not disclosed. In view of the shortcomings of the prior art, Applicants believe that no previously disclosed devices known to Applicants, alone or in combination, demonstrate the present invention.
本発明は新規で改良された中間接続部、即ち、
立ち上り管用の変形可能な剛性接続体を提供する
ことにより従来技術の上記の及び他の欠点を克服
する。この接続部は通常の使用環境において加え
られる荷重に耐えるように最適に構成されてお
り、その上そのテーパした輪郭により経済的にか
つ容易に製造可能である。また、接続体の外周面
が多数の繊維でできていると仮定すると、この外
周面はテーパをなしているので、これら繊維の曲
げ応力と引つ張り応力とは接続体の全長に沿つて
ほぼ一定になる。なお、このように外周面を多数
の繊維で考えたときの曲げ応力と引つ張り応力と
を外繊維曲げ応力と引つ張り応力と、本明細書で
は称する。 The present invention provides a new and improved intermediate connection, namely:
The above and other disadvantages of the prior art are overcome by providing a deformable rigid connection for a riser. This connection is optimally configured to withstand the loads applied in normal use environments and, moreover, is economically and easily manufacturable due to its tapered profile. Also, assuming that the outer circumferential surface of the connecting body is made of many fibers, this outer circumferential surface is tapered, so the bending stress and tensile stress of these fibers are approximately equal to each other along the entire length of the connecting body. becomes constant. In addition, in this specification, the bending stress and tensile stress when considering the outer peripheral surface as a large number of fibers are referred to as outer fiber bending stress and tensile stress.
本発明に係わる立ち上りの管用の変形可能な剛
性接続体は、第1の構造物が接続される頂部表面
と;この頂部表面から水底に向つて離れており、
第2の構造物が接続される底面と;これら頂部表
面及び底面間に伸びていて、これらを接続、包囲
しており、底面から頂部表面への連続的曲線状の
テーパを有していて、上記テーパが、頂部表面に
所定の軸方向負荷、せん断負荷及び曲げモーメン
トが加えられている時に、曲げ応力と軸方向応力
との合計として定められる合成応力が頂部表面及
び底面間で一定の分布となるような外周面と;こ
の外周面に同心状に配置されていて、上記頂部表
面及び底面間にこれらを接続するように延びてお
り、前記両構造物間の接続部材を収容する内周面
と;を有しており、
上記外周面の輪郭が複数個の横断面の直径によ
り設定されていて、この直径が次式により定めら
れていることにより、上記一定の合成応力の分布
が達成されていることを特徴とする。 A deformable rigid connection for a riser pipe according to the invention has a top surface to which the first structure is connected; spaced from this top surface towards the bottom;
a bottom surface to which the second structure is connected; extending between, connecting and surrounding the top surface and the bottom surface, and having a continuous curved taper from the bottom surface to the top surface; When the taper is subjected to a predetermined axial load, shear load, and bending moment on the top surface, the composite stress determined as the sum of the bending stress and the axial stress has a constant distribution between the top surface and the bottom surface. an inner peripheral surface that is arranged concentrically with the outer peripheral surface, extends between the top surface and the bottom surface to connect them, and accommodates a connecting member between the two structures; The contour of the outer peripheral surface is set by the diameters of a plurality of cross sections, and this diameter is determined by the following formula, so that the constant distribution of the resultant stress is achieved. It is characterized by
式中、Dx=頂部表面からの距離xにおける横
断面の直径であり、
b=〔−π/32σd3−T/8d−M−Sx−Txsin(
x/Lθ)〕/π/32σ
式中、σ=外周面に沿つた全軸方向応力(ポン
ド/平行フイード);
d=上記内周面の内径(フイート);
T=頂部表面における張力(ポンド);
M=頂部表面におけるモーメント(フツト−ポ
ンド);
x=頂部表面から底面の方向に外周面に沿つて
測定した距離(フイート);
S=頂部表面におけるせん断力(ポンド);
L=接続体の長さ(フイート);
θ=接続体の頂部表面における垂直線からの角
度(度)
そして、
式中、a=−4T/πσ
上記、合成応力は、軸方向負荷、せん断負荷及
び曲げモーメントが加えられている時に生じる、
ほぼ全応力なので、この応力を外周面の全長に渡
つて均一な分布となるように接続体を構成するこ
とにより、前述したような効果を奏することがで
きる。このような、外周面は、上記式を満たすこ
とにより達成される。 where Dx=diameter of the cross section at distance x from the top surface, b=[−π/ 32σd3 −T/8d−M−Sx−T x sin(
x/Lθ)]/π/32σ where σ = total axial stress along the outer circumference (lbs/parallel feed); d = inside diameter of the above inner circumference (feet); T = tension at the top surface (lbs); ); M = moment at the top surface (in foot-pounds); x = distance measured along the circumference from the top surface toward the bottom (in feet); S = shear force at the top surface (in pounds); L = connection Length (in feet); θ = Angle from vertical at the top surface of the connection (in degrees) and In the formula, a=-4T/πσ The above resultant stress occurs when an axial load, a shear load, and a bending moment are applied.
Since this is almost the entire stress, the above-described effects can be achieved by configuring the connecting body so that this stress is uniformly distributed over the entire length of the outer circumferential surface. Such an outer circumferential surface is achieved by satisfying the above formula.
なお、合成応力の分布が一定とは、厳密な意味
で一定というのではなく、この分野で許容される
範囲の一定(ほぼ一定)のことである。 Note that the term "the distribution of the composite stress is constant" does not mean that it is constant in a strict sense, but rather that it is constant (almost constant) within the range allowed in this field.
こうして材料の節約及び製造の容易さの点から最
適の中間接続部が提供され、海流、波及びプラツ
トフオームの運動から構造に分与される荷重によ
り発生する曲げモーメントにより生じる中間接続
部に加えられる応力に対する所望の強度が保持さ
れる。This provides an optimal intermediate connection in terms of material economy and ease of manufacture, in addition to intermediate connections caused by bending moments generated by loads imparted to the structure from ocean currents, waves and platform movements. The desired strength against applied stresses is maintained.
従つて、上記の記述から、本発明の目的は新規
で改良された中間接続部を提供することである。 Accordingly, from the above description, it is an object of the present invention to provide a new and improved intermediate connection.
図面、とりわけ第1図を参照すると、好適な使
用環境に配置されている。固定底部を備えている
立ち管用の接続体としての本発明の中間接続部2
が略図示されている。中間接続部2は、好適な実
施例では、高強度の鋼から成り、ほぼ50フイート
の長さを有している。この長さのものは製造が容
易であり、接続すべき最もへだたつている位置間
の全距離に伸びる理論的に最適な中間接続部の利
点を十分に保持する長さなので好適であると考え
られる。 Referring to the drawings, and in particular to FIG. 1, the apparatus is placed in a suitable environment of use. Intermediate connection 2 according to the invention as a connection for a standpipe with a fixed bottom
is schematically illustrated. Intermediate connection 2, in the preferred embodiment, is constructed of high strength steel and has a length of approximately 50 feet. This length is preferred because it is easy to manufacture and is long enough to retain the benefits of a theoretically optimal intermediate connection extending the full distance between the most distant points to be connected. Conceivable.
中間接続部2は海底6上に位置している海底ア
ンカー台構造物4の一部分に接続している。この
構造物4は抗口本体及び抗口接続子を有してい
る。中間接続部2が基部8で接続している抗口接
続子は水圧作動接続子でもねじ接続子でも良い。
中間接続部2に加えられる負荷により生じる曲げ
モーメントは基部8で最大なので、この部分はこ
のような応力に耐えることができるように十分に
大きくなければならない。抗口接続子及び構造物
4を構成している他の要素の大きさ及び強度は中
間接続部2の基部8よりも十分大きいので、基部
8は固定したものと考えられる。 The intermediate connection part 2 is connected to a part of the submarine anchor platform structure 4 located on the seabed 6. This structure 4 has a wellhead body and a wellhead connector. The wellhead connection to which the intermediate connection 2 is connected at the base 8 may be a hydraulically actuated connection or a screw connection.
Since the bending moment caused by the load applied to the intermediate connection 2 is greatest at the base 8, this part must be large enough to withstand such stresses. Since the size and strength of the tunnel connector and other elements constituting the structure 4 are sufficiently larger than the base 8 of the intermediate connection 2, the base 8 is considered to be fixed.
基部8とは逆の中間接続部2の端部に、頂部1
0が設けられている。頂部10における負荷は基
部8における負荷ほど大きくないので、頂部10
は基部8ほど径を大きくする必要ない。同様に頂
部10において、中間接続部2は第1図に略図示
した実施例において9 5/8インチの径の止め飾り
げた又は立ち管であることが好ましい管げた12
に接続している。管げた12と中間接続部2が立
ち管組立体を構成している。 At the end of the intermediate connection part 2 opposite the base part 8 there is a top part 1
0 is set. Since the load at the top 10 is not as great as the load at the base 8, the load at the top 10
It is not necessary to make the diameter as large as that of the base 8. Similarly, at the top 10, the intermediate connection 2 includes a pipe 12 which is preferably a 9 5/8 inch diameter stopper or standpipe in the embodiment schematically illustrated in FIG.
is connected to. The pipe girth 12 and the intermediate connection portion 2 constitute a standpipe assembly.
管げた12は中間接続部2から上方に海面プラ
ツトフオーム14まで伸びている。プラツトフオ
ーム14は浮動張力脚型プラツトフオームであ
る。管げた12はプラツトフオーム14と、好適
な実施例では引張ジヤツキである接続部16によ
り接続している。 A girder 12 extends upwardly from the intermediate connection 2 to the sea surface platform 14. Platform 14 is a floating tension leg platform. The girth 12 is connected to the platform 14 by a connection 16, which in the preferred embodiment is a tension jack.
上記の海面下構造体内に、プラツトフオーム1
4と海底6とに伸びている搬送げた18が配置さ
れている。ここに記載する好適な実施例において
は、搬送げた18は海底層から得られる物質をプ
ラツトフオーム14に送る立ち管である。 Platform 1 is installed inside the above-mentioned subsea structure.
4 and the seabed 6 are arranged. In the preferred embodiment described herein, conveying gutter 18 is a standpipe that conveys material obtained from the seabed to platform 14.
第1図には更に、プラツトフオーム14上に配
置されていて、プラツトフオーム14で搬送げた
18における材料の搬送を制御するように、搬送
げた18と協働している部材20が略図されてい
る。部材20は完成構造物であることが好まし
い。 FIG. 1 further schematically depicts a member 20 disposed on the platform 14 and cooperating with the conveying girth 18 to control the conveyance of material on the conveying girth 18 on the platform 14. ing. Preferably, member 20 is a completed structure.
次に第2,3,4図を参照すると、中間接続部
2の好適な実施例が図示されている。この中間接
続部2は第1の頂部平面頂部表面32、第2の下
部平面底面34、第3の外面外周面36及び第4
の内面内周面38により形成されている構造部材
30により構成されている。中間接続部2は第
1、第2、第3、第4の面32,34,36,3
8により規定されている区域内において中実であ
る。 Referring now to Figures 2, 3 and 4, a preferred embodiment of the intermediate connection 2 is illustrated. The intermediate connecting portion 2 has a first top planar top surface 32, a second bottom planar bottom surface 34, a third outer circumferential surface 36 and a fourth outer circumferential surface 36.
It is constituted by a structural member 30 formed by an inner peripheral surface 38 of. The intermediate connecting portion 2 has first, second, third, and fourth surfaces 32, 34, 36, 3
solid within the area defined by 8.
頂部平面32は環状であり、所定の直径により
定められている外部輪郭を有している。この所定
の直径は中間接続部が接続している管げた12の
直径及び構成に応じて選択されている。下部平面
34は頂部平面32と平行であり、この下部平面
34も環状であつて、頂部平面32の外部輪郭を
定めている直径よりも大きい直径により定められ
ている外部輪郭を有している。頂部及び下部平面
32,34は間隔を置いて離れている。 Top plane 32 is annular and has an external contour defined by a predetermined diameter. This predetermined diameter is selected depending on the diameter and configuration of the tube girder 12 to which the intermediate connection is connected. A lower plane 34 is parallel to the top plane 32 and is also annular and has an outer contour defined by a diameter larger than the diameter defining the outer contour of the top plane 32. The top and bottom planes 32, 34 are spaced apart.
外面36と内面38が構造部材30を長手方向
に規定している。外面36が頂部平面32と下部
平面34との外部輪郭間に伸び、これらに接続
し、包囲している。外面36の輪郭は下部平面3
4から頂部平面32まで曲線状に延びたテーパを
有している。内面38も同様に頂部平面32と下
部平面34との間に伸びているこれらの面に垂直
に伸びていて構造部材30を通る長手方向の内孔
を規定している。 An outer surface 36 and an inner surface 38 define the structural member 30 longitudinally. An outer surface 36 extends between, connects to, and surrounds the outer contours of the top plane 32 and the bottom plane 34. The contour of the outer surface 36 is the lower plane 3
4 to the top plane 32 in a curved manner. An inner surface 38 similarly extends perpendicular to the surfaces extending between the top plane 32 and the bottom plane 34 to define a longitudinal bore through the structural member 30.
次に第5図を参照すると、外面36のテーパ状
の輪郭が示されている。このテーパは外面の全長
に渡つて形成されており、かつこのテーパの全長
は接続部の横断面のうち最大の横断面、即ち、下
部平面34の直径よりも長くなつている。第5図
は例えば海流、波又はプラツトフオームの運動に
より負荷を受けている中間接続部2を略図示して
いる。これらの負荷は接続部2に曲げモーメント
及び第5図に軸方向張力負荷T、せん断負荷S、
モーメントMにより示されている他の応力を伝え
る。これらの応力により、中間接続部の凸状にわ
ん曲した外面長さに沿つた部分に加えられる曲げ
応力と中間接続部に加えられる引張り応力との合
成応力が生じる。最適の中間接続部を得るために
は、外面36の輪郭は本発明ではこの合成応力が
中間接続部の全長にわたつてほぼ一定あるような
形状としなくてはならない。これは外面36を次
式によりテーパさせることにより達成される;
出願人はある仮定とある解析を組み合わせるこ
とによりこの方程式と、その基礎になつている媒
介変数定義とを発見した。仮定は中間接続部2が
第1図に示すように基部8で固定されていること
及び図示する如くに内面38により形成されてい
る内孔が一定の内径を有していることにもとず
く。更に、中間接続部2が管げた12と同じ材料
で形成されていること、応力T,M,Sが知られ
ていることも仮定された。 Referring now to FIG. 5, the tapered profile of the outer surface 36 is shown. This taper is formed over the entire length of the outer surface and is longer than the diameter of the largest cross section of the connection section, ie the lower plane 34. FIG. 5 schematically shows an intermediate connection 2 which is loaded, for example by ocean currents, waves or platform movements. These loads include a bending moment on the connection part 2, an axial tension load T, a shear load S, and
It carries another stress, indicated by the moment M. These stresses result in a composite stress of the bending stress applied along the length of the convexly curved outer surface of the intermediate connection and the tensile stress applied to the intermediate connection. In order to obtain an optimum intermediate connection, the contour of the outer surface 36 must be shaped in the present invention such that this resultant stress is substantially constant over the entire length of the intermediate connection. This is achieved by tapering the outer surface 36 by: The applicant discovered this equation and its underlying parameter definitions by combining certain assumptions and certain analyses. The assumption is based on the fact that the intermediate connection 2 is fixed at the base 8 as shown in FIG. 1 and that the internal bore defined by the inner surface 38 has a constant internal diameter as shown. . It was further assumed that the intermediate connection 2 is made of the same material as the tube 12 and that the stresses T, M, S are known.
これらの仮定を行ない、出願人パラメータを下
記の如くに定め、添付の解析を行なつた;
T=張力、中間接続部の頂部(ポンド)
M=モーメント、中間接続部の頂部(フイート
−ポンド)
S=せん断応力、中間接続部の頂部(ポンド)
θ=垂直線からの角度、中間接続部の頂部
(度)
L=中間接続部の長さ(フイート)
d=内径(フイート)
x=立ち管の距離、頂部から下方へ測定(フイ
ート)
σ=面全軸方向応力(ポンド/フイート2)
Ax=xにおける断面積(フイート2)
Dx=xにおける外径(フイート)
Ix=xにおける慣性のモーメント(フイート4)
Tx,Mx,Sx,θx=上記に同じ、x点において
測定ビームのそれが微小の場合の公知のビームの
それ理論よりσは次式により規定される(ここ
で、面全軸方向とは外周面に生じる応力のうち、
高さ方向(軸方向)全体に沿つて生じる応力をい
う);
σ=MxDx/2Ix+Tx/Ax (2)
Tx=Tと仮定すると、最高の条におけるx
(Mx)での全モーメントは
Mx=M+Sx+Txsinθx (3)
θxがxと共に線形に変化すると仮定すると
θx=x/Lθ (4)
となり、(3)と(4)から
Mx=M+Sx+Txsin(x/Lθ) (5)
F=S+Tsin(x/Lθ) (6)
かくして、Mx=M+Fxとなる。 (7)
式(2)をMxについて解き、Tx=Tと仮定すると
Mx=(σ−T/Ax)2Ix/Dx (8)
式(7)と式(8)とから
M+Fx=(σ−T/Ax)2Ix/Dx (9)
定義と標準式により;
Ix=π/64(Dx 4−d4) (10)
Ax=π/4(Dx 2−d2) (11)
式(10)、式 Having made these assumptions and established Applicants' parameters as follows, the accompanying analysis was conducted: T = Tension, Top of Intermediate Connection (lbs.) M = Moment, Top of Intermediate Connection (Feet-lbs.) S = Shear stress, top of mid-joint in pounds θ = Angle from vertical, top of mid-joint in degrees L = Length of mid-joint in feet d = Inside diameter in feet x = Standpipe distance, measured from the top down (in feet) σ = Surface total axial stress (lbs/ ft2 ) A x = Cross-sectional area at x ( feet2 ) D x = Outside diameter at x (feet) I x = Outside diameter at x (feet) Moment of inertia (foot 4 ) T x , M x , S x , θ x = Same as above, when the measurement beam at point x is minute, σ is defined by the following equation from the known beam theory (Here, the entire surface axis direction refers to the stress generated on the outer peripheral surface.
σ = M x D x /2I x +T x /A x (2) Assuming T x = T, x in the highest row
The total moment at (M x ) is M x = M + S x + T x sinθ x (3) Assuming that θ x changes linearly with x, θ x = x/Lθ (4), and (3) and (4) Therefore, M x = M + S x + T x sin (x/Lθ) (5) F = S + T sin (x/Lθ) (6) Thus, M x = M + F x . (7) Solving equation (2) for M x and assuming T x = T, M x = (σ−T/A x )2I x /D x (8) From equation (7) and equation (8), M + F x = (σ - T/A x )2I x /D x (9) By definition and standard formula; I x = π/64 (D x 4 - d 4 ) (10) A x = π/4 (D x 2 −d 2 ) (11) Equation (10), Eq.
Claims (1)
頂部表面から水底に向つて離れており、第2の構
造物が接続される底面と;これら頂部表面及び底
面間に伸びていて、これらを接続、包囲してお
り、底面から頂部表面への連続的曲線状のテーパ
を有していて、上記テーパが、頂部表面に所定の
軸方向負荷、せん断負荷及び曲げモーメントが加
えられている時に、曲げ応力と軸方向応力との合
計として定められる合成応力が頂部表面及び底面
間で一定の分布となるような外周面と;この外周
面に同心状に配置されていて、上記頂部表面及び
底面間にこれらを接続するように延びており、前
記両構造物間の接続部材を収容する内周面と;を
有しており、 上記外周面の輪郭が複数個の横断面の直径によ
り設定されていて、この直径が次式により定めら
れていることにより、上記一定の合成応力の分布
が達成されていることを特徴とする立ち上り管用
の変形可能な剛性接続体。 式中、Dx=頂部表面からの距離xにおける横
断面の直径であり、 b=〔−π/32σd3−T/8d−M−Sx−Txsin(
x/Lθ〕/π/32σ 式中、σ=外周面に沿つた全軸方向応力(ポン
ド/平行フイート); d=上記内周面の内径(フイート); T=頂部表面における張力(ポンド); M=頂部表面におけるモーメント(フツト−ポ
ンド); x=頂部表面から底面の方向に外周面に沿つて
測定した距離(フイート); S=頂部表面におけるせん断力(ポンド); L=接続体の長さ(フイート); θ=接続体の頂部表面における垂直線からの角
度(度) そして、 式中、a=−4T/πσ 2 上記底面が第2の構造物を構成する土台構造
に固着するように構成されている特許請求の範囲
第1項に記載の固定底部を有している立ち上り管
用の変形可能な剛性接続体。 3 上記頂部表面及び底面が環状表面である特許
請求の範囲第1項もしくは2項に記載の固定底部
を有している立ち上り管用の変形可能な剛性接続
体。 4 上記内周面が頂部表面及び底面の両方に対し
て垂直に伸びている特許請求の範囲第1項、2項
もしくは3項に記載の立ち上り管用の変形可能な
剛性接続体。 5 上記接続体が上記頂部表面、外周面及び内周
面間で中実である特許請求の範囲第1項ないし4
項のいずれか1に記載の立ち上り管用の変形可能
な剛性接続体。 6 前記頂部表面と底面とは平行である特許請求
の範囲第1項ないし5項のいずれか1に記載の立
ち上り管用の変形可能な剛性接続体。 7 海面上のプラツトフオームに上端部が接続さ
れた管けたと; この管けたの下端部が接続された頂部表面と、
この頂部表面から水底に向つて離れており、海底
アンカー土台構造が接続された底面と、これら頂
部表面及び底面間に伸びていて、これらを接続、
包囲しており、底面から頂部表面への連続的曲線
状のテーパを有していて、上記テーパが、頂部表
面に所定の軸方向負荷、せん断負荷及び曲げモー
メントが加えられている時に、曲げ応力と軸方向
応力との合計として定められる合成応力が頂部表
面及び底面間で一定の分布となるような外周面
と;この外周面に同心状に配置されていて、上記
頂部表面及び底面間にこれらを接続するように延
びており、前記両構造物間の接続部材を収容する
内周面と、を有している変形可能な変剛性接続体
とを具備し、 上記外周面の輪郭が複数個の横断面の直径によ
り設定されていて、この直径が次式により定めら
れていることにより、上記一定の合成応力の分布
が達成されていることを特徴とする立ち管立体。 式中、Dx=頂部表面からの距離xにおける横
断面の直径であり、 b=〔−π/32σd3−T/8d−M−Sx−Txsin(
x/Lθ)〕/π/32σ 式中、σ=外周面に沿つた全軸方向応力(ポン
ド/平行フイート); d=上記内周面の内径(フイート); T=頂部表面における張力(ポンド); M=頂部表面におけるモーメント(フツト−ポ
ンド); x=頂部表面から底面の方向に外周面に沿つて
測定した距離(フイート); S=頂部表面におけるせん断力(ポンド); L=接続体の長さ(フイート); θ=接続体の頂部表面における垂直線からの角
度(度) そして、 式中、a=−4T/πσ 8 上記頂部表面及び底面が環状表面である特許
請求の範囲第7項に記載の立ち管立体。 9 上記頂部表面の外径が上記管けたの外径に等
しい特許請求の範囲第7項もしくは8項に記載の
立ち管立体。 10 上記接続体と上記管けたとが同じ材料で形
成されている特許請求の範囲第7項ないし9項の
いずれか1に記載の立ち管立体。 11 前記頂部表面と底面とは平行である特許請
求の範囲第7項ないし10項のいずれか1に記載
の立ち管立体。[Scope of Claims] 1. A top surface to which a first structure is connected; a bottom surface remote from this top surface toward the bottom and to which a second structure is connected; , connecting and surrounding them, and having a continuous curvilinear taper from the bottom surface to the top surface, the taper being such that the top surface is subjected to predetermined axial loads, shear loads, and bending moments. is applied, the resultant stress defined as the sum of the bending stress and the axial stress has a constant distribution between the top surface and the bottom surface; , an inner circumferential surface extending between the top surface and the bottom surface to connect them and accommodating a connecting member between the two structures; A deformable rigid connection body for a riser pipe, characterized in that the constant distribution of resultant stress is achieved by the diameter of the surface being determined by the following formula: where Dx=diameter of the cross section at distance x from the top surface, b=[−π/ 32σd3 −T/8d−M−Sx−T x sin(
x/Lθ]/π/32σ where σ = total axial stress along the outer circumference (lbs/parallel feet); d = inside diameter of the above inner circumference (feet); T = tension at the top surface (lbs) M = moment at the top surface (in feet-pounds); x = distance measured along the circumferential surface from the top surface toward the bottom (in feet); S = shear force at the top surface (in pounds); L = the force of the connection Length (feet); θ = angle from vertical at top surface of connector (degrees); and In the formula, a=-4T/πσ 2 The riser having a fixed bottom portion according to claim 1, wherein the bottom surface is configured to be fixed to a foundation structure constituting the second structure. Deformable rigid connections for pipes. 3. A deformable rigid connection for a riser having a fixed bottom as claimed in claim 1 or 2, wherein said top and bottom surfaces are annular surfaces. 4. A rigid deformable connection for a riser pipe as claimed in claim 1, 2 or 3, wherein the inner circumferential surface extends perpendicularly to both the top surface and the bottom surface. 5. Claims 1 to 4, wherein the connecting body is solid between the top surface, the outer peripheral surface, and the inner peripheral surface.
A deformable rigid connection for a riser according to any one of the preceding clauses. 6. A deformable rigid connection for a riser according to any one of claims 1 to 5, wherein the top surface and the bottom surface are parallel. 7 a pipe whose upper end is connected to a platform at sea level; a top surface of the pipe whose lower end is connected;
a bottom surface spaced apart from the top surface toward the bottom and connected to a subsea anchor foundation structure;
and having a continuous curved taper from the bottom surface to the top surface, the taper being such that when a predetermined axial load, shear load, and bending moment are applied to the top surface, the bending stress is applied to the top surface. an outer circumferential surface such that the resultant stress defined as the sum of an inner circumferential surface that extends to connect the two structures and accommodates a connecting member between the two structures; A standpipe solid body, characterized in that the constant distribution of resultant stress is achieved by having the diameter determined by the following formula: where Dx=diameter of the cross section at distance x from the top surface, b=[−π/ 32σd3 −T/8d−M−Sx−T x sin(
x/Lθ)]/π/32σ where σ = total axial stress along the outer circumferential surface (pounds/parallel feet); d=inner diameter (feet) of the inner circumferential surface; T=tension at the top surface (pounds/parallel feet); ); M = moment at the top surface (in foot-pounds); x = distance measured along the circumference from the top surface toward the bottom (in feet); S = shear force at the top surface (in pounds); L = connection Length (in feet); θ = Angle from vertical at the top surface of the connection (in degrees) and In the formula, a=-4T/πσ 8 The standpipe solid body according to claim 7, wherein the top surface and the bottom surface are annular surfaces. 9. The standpipe body according to claim 7 or 8, wherein the outer diameter of the top surface is equal to the outer diameter of the pipe girder. 10. The standpipe body according to any one of claims 7 to 9, wherein the connecting body and the pipe pipe are made of the same material. 11. The standpipe solid body according to any one of claims 7 to 10, wherein the top surface and the bottom surface are parallel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068280A JPS5789091A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Variable rigid lower connectionfor rise tube having fixed bottom section |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068280A JPS5789091A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Variable rigid lower connectionfor rise tube having fixed bottom section |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5789091A JPS5789091A (en) | 1982-06-03 |
| JPH0525993B2 true JPH0525993B2 (en) | 1993-04-14 |
Family
ID=15720182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16068280A Granted JPS5789091A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Variable rigid lower connectionfor rise tube having fixed bottom section |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5789091A (en) |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP16068280A patent/JPS5789091A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5789091A (en) | 1982-06-03 |
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