在当今社会,人们对能源的需求和争夺与日俱增,其中石油资源在未来相当一段时间里仍扮演者举足轻重的作用。经过多年的陆上石油资源开采,人们逐渐把目光投向了海洋石油资源。海底管道在海洋能源的运输中具有效率高,风险小,成本低等优点被广泛使用。但海洋环境复杂多变,在海底管道铺设的过程中各耦合作用相互影响,导致深海铺管风险较高。因此对海底管道铺设展开全耦合动力分析具有重要的理论意义和实践指导作用。本文以S型铺管和J型铺管为研究对象,考虑船体动态定位作用,对船体-管道-托管架系统建立整体有限元模型,对管道铺设过程进行全耦合动力分析,并对其影响因素进行了详细讨论。本文的主要工作包括:(1)研究铺管船的动态定位控制作用。包括PID控制算法的基本理论,各个推力器推力分配的基本方法,并讨论了动力定位作用下船体的幅值响应算子以及各推进器实际推力,对有动态定位与无动态定位作用下的船体各自由度位移进行了对比。(2)使用Moses软件建立S型铺管和J型铺管的船体-管道-托管架或J型塔架的全耦合有限元模型,进行S型铺管和J型铺管的全耦合动力分析。对船体使用三维势流理论计算波浪荷载,对管道采用Morison方程计算水动力荷载,分别得到了S型铺管和J型铺管中管道的形态及内力分布规律,同时对影响管道内力的各个因素进行了敏感性分析,包括水深、管道特性、张紧器张力、托管架半径以及波高、流速和荷载方向等环境荷载因素。(3)对四个特征水深(500米、1000米、1500米、2000米)作用下S型和J型铺管过程中管道的触地点应力、张紧器所需张力以及铺管的精度进行了对比分析,结果认为S型铺管适合浅水管道铺设,而J型铺管在深水铺设中具有明显的优势。