考虑内外压差作用的海底管道撞击凹陷预测模型建立及参数敏感性分析

论文摘要

针对海底管道受撞击损伤问题,基于塑性基础弦模型将管道的弯曲及轴向拉伸与塑性地基弦的地基反力及轴力相类比,从而将海底管道变形分为纵向的拉伸和环向的弯曲,进而建立了管道两端固支条件下考虑内外压差影响的撞击凹陷预测模型,通过与规范中推荐的经验公式及有限元模拟结果的对比验证了预测模型的可靠性。通过参数敏感性研究分析了管道撞击凹陷深度的主要影响因素,包括内外压差、径厚比及塑性区的边界等,结果表明:对受撞击的海底管道,管道内部流体在承受撞击力的过程中也起到了不可忽视的能量吸收作用,且在同样大小的撞击力条件下,管道压力等级越大,管道的径厚比越大,塑性区边界长度越短,其凹陷深度越小,但径厚比增加到一定程度后对减小凹陷的影响是有限的。本文研究可为海底管道的设计和安全评估提供新的参考依据。

论文目录

• 1 预测模型的建立与求解
•   1.1 预测模型的建立
•     1) 环向的变形。
•     2)轴向的拉伸。
•     3) 内外压差的影响。
•   1.2 预测模型的求解
• 2 预测模型的验证
•   2.1 与不考虑内外压差的现有经验公式的对比
•   2.2 与考虑内外压差有限元模拟结果的对比
• 3 参数敏感性分析
•   3.1 内外压差对撞击损伤的影响
•   3.2 径厚比对撞击损伤的影响
•   3.3 塑性区边界对撞机损伤的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄俊,王懿,彭超,陈景皓,周士军

关键词: 海底管道,管道内外压差,撞击力,凹陷深度,预测模型,参数敏感性

来源: 中国海上油气 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中海油研究总院有限责任公司,中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院,中国石油物资有限公司,北京石油化工学院机械工程学院

基金: 国家重点研发计划项目课题八“新一代水下生产系统关键力学基础科学的理论研究(编号:2016YFC0303708)”,深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室开放基金“考虑管土相互作用的海底管道撞击损伤机理研究(编号:BIPT2018005)”部分研究成果

分类号: TE973

页码: 160-166

总页数: 7

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