随着世界油气资源需求量的不断增加,海洋深水油气资源的开采成为国内外热点技术。由于海洋环境自身复杂、恶劣的特点,海洋作业相比于陆上作业要求更高、难度更大。由隔水管和连续油管组成的海洋管中管系统作为连接海底井口与海面设施的重要设备之一,直接影响了作业安全。随着水深的增加,系统受力逐渐复杂,管柱系统的注入和破坏问题也逐渐突出,因此有必要系统地研究海洋环境下的管中管系统力学行为特性。考虑到耦合模型的难度和复杂性,论文将建模过程分为三步:固定边界模型、浮动边界模型、海洋载荷下的模型,利用微元法建立了各步骤的数学模型,通过中间差分的方式对模型进行简化,以Newton-Raphson法建立迭代格式对模型进行求解。同时搭建了立式实验台,结合实验及ABAQUS仿真结果对模型正确性进行了验证,并利用实际算例对模型的实用性进行了验证。在模型的基础上,研究了连续油管外径、海洋深度、平台偏移、摩擦系数等多项因素对轴向力传递效率的影响;同时分析了隔水管在海洋环境下的变形及内部弯矩,形成了管柱系统关于风流及潮流的合适作业窗口,为实际作业提供了一定的参考。