近几年,随着陆地与浅海储油量的下降,人们不得不把开采的目光投向深海。而立管系统是海洋工程的重要组成部分,同时也是海洋工程中最薄弱的构件之一,如何设计符合要求的深水立管是进行深水开采要解决的首要问题。本论文分为五部分来对深水立管进行介绍与分析:第一部分主要从研究深水立管的必要性、存在的力学问题以及目前针对这些力学问题国内外学者研究的现状来概括性进行了介绍。第二部分从最基本的波浪理论出发,讨论了线性波浪理论和斯托克斯波浪理论的基本方程及其推导,介绍了海洋工程结构物中小尺度构件的波浪力计算方法。在计算小构件的波浪载荷时,介绍了Morison公式、波浪理论的选取以及拖曳系数和惯性系数的确定等。第三部分从理论解析方面对考虑波流作用下TTR的动力响应问题进行了分析。首先通过对实际问题的简化建立力学模型和振动方程,然后采用振型叠加法来完成对问题的求解。第四部分运用ABAQUS/AQUA对不同水深下的顶张力立管(TTR)进行水动力分析,发现在1500m水深时TTR存在严重的工程问题。在水深为1500m的工况下对TTR添加了浮筒,并对在不同张力比和浮筒直径时的浮筒的效果进行了评估,最终给出了合理的张力比和浮筒直径。第五部分运用ABAQUS/AQUA对JZ93W平台的膨胀弯进行了整体分析,并针对膨胀弯柔性接头存在的力学问题提出了安装限弯器的必要性。通过对添加柔性接头的限弯器进行效果评估,最终证明了限弯器能够减轻柔性接头处的应力集中程度和消除过度弯曲现象。