深水油气勘探和生产活动大大增加,是世界海洋石油天然气工业发展的总趋势,中国海洋石油总公司已经向世界公开招标的深水区域水深为600-2000m。随着水深不断增加,深水开发技术装备不断面临新的挑战,对于深水生产系统而言,立管系统作为连接水面浮式装置和海底设备的导管,作用非常关键。负载中的深水立管,由于波浪、风以及现场作业等因素引起的动载荷是非常复杂的,焊接结构的失效控制和可靠性是设计中需要考虑的重要因素。本文对立管环缝存在焊接缺陷情况下的断裂形态和疲劳寿命进行了有限元分析,对立管焊接前的组对偏差造成的应力集中和疲劳寿命的影响进行了研究和理论验证,具体工作如下：(1)研究了立管环缝存在焊接缺陷的情况下,不同应力幅、缺陷处于不同位置时对裂纹扩展形态和疲劳寿命的影响。通过有限元分析表明,裂纹扩展形态与巴西COPPE/UFRJ的实验结果相符合。(2)研究了立管在焊接前组对偏差造成的应力集中和对疲劳寿命的影响。结果表明,较大的组对偏差使得应力过于集中,对疲劳寿命的影响不容忽视。(3)对立管系统主要部件、立管接头主要连接方式进行了介绍。对本文研究内容相关的国际上环焊缝疲劳寿命研究现状进行了阐述。对海洋SCR立管J型铺管工艺进行了详细的说明。(4)对现行国际立管环缝疲劳标准存在问题进行了分析。指出BS7910标准过于保守,并通过仿真进行了验证。(5)介绍了现在常用疲劳断裂软件。鉴于FRANC3D软件的教程案例过少,较为详细的讲解了该软件的操作使用方法。本文通过有限元分析方法对缺陷导致的疲劳、立管组对偏差造成的应力集中进行了研究,为焊接连接的立管将来在国内海洋石油及其它领域的应用奠定了一定的理论基础。