海底管线浮拖安装有限元分析

介绍了海底管线浮拖的基本过程和浮拖过程中所受的主要荷载,利用有限元软件ANSYS建立了浮拖海管的有限元模型,研究了横向波浪、海流作用下,拖管速度、尾拖轮拖拉力和尾拖轮顺、逆浪侧向偏移对管线力学状态的影响,获得了浮拖过程中控制管线形态的关键因素。     

海啸波对海底悬跨管道受力分析

研究地震海啸行移时通过海底悬跨管段区域时对管道的影响。假设悬跨段两端不受地震海啸影响,因为海啸为长波,本文根据传统Morison方程计算了海底悬跨管道在行移的海啸波浪荷载作用下的受力情况,并应用有限元软件ADINA进行了建模分析,通过模拟结果分析海啸波浪对海底悬跨管道受力的影响并判断是否会对海底管道造成破坏性影响。     

基于仿生防护技术的海底管线悬空治理研究

针对海底管线悬空对海洋油气田安全生产的严重威胁及其对海洋环境构成的重大隐患,文章以海底管线周围的局部冲刷及其冲刷防护与控制技术为研究对象,从海底管线冲刷机理入手,分析了管线一次悬空和二次悬空的原因,从模型实验和工程实践两方面开展仿生防护技术治理海底管线悬空研究,利用高分子材料仿生草叶片的柔性黏滞阻尼作用,减缓流速,降低水流的携沙能力,最终达到固沙、填沙、保护管线的目的。     

杭州湾海底管线南岸施工的风险防范和应急程序

工程项目的风险防范是工程成功的关键因素之一。甬沪宁管道杭州湾海底管线长约53.5km,其中的南岸拖管工程是整个杭州湾工程的关键一环。本文针对施工过程中的主要风险及防范措施进行了详细描述,并对事故应急程序进行了介绍。     

地震荷载作用下海底管线的动力反应分析

 地震荷载作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而在目前的海床动力响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线的相互作用效应,同时也没有考虑地震荷载作用下海床边界的等效处理。为此,基于Biot动力固结理论建立海床–管线相互作用的计算模型,以大型有限元软件ADINA为平台对El Centro地震波作用下的海底管线的动力响应以及管线周围土体的孔隙水压力变化规律进行分析,讨论不同的管线半径、管线壁厚和土性参数对计算结果的影响。在数值计算过程中引入黏弹性人工边界,有效地模拟散射波由有限域到无限域的传播,较为实际地反映在地震波作用下海底管线的动力响应问题。     

盾构隧道施工对地下管线影响的数值模拟分析

针对武汉长江隧道盾构施工对地下管线的影响及保护,应用有限元软件ABAQUS模拟盾构施工过程,分析管线在不同刀盘推进力、不同注浆压力、管线与盾构开挖面不同距离、不同管线埋深情况下的位移、应力,预测管线的安全.模拟计算结果证明,注浆压力越大、管线埋深越深、距开挖面越近,土体扰动对管线位移影响越大.而刀盘推进力变化对管线位移影响与盾构是否已穿过管线下方有关系.而随注浆压力增大,管线最大应力增大.     

滑坡的稳定性数值模拟分析

针对实际工程中滑坡的地质特征,结合滑坡变形破坏现状,分析了影响滑坡稳定性的因素以及形成机理,在明确滑坡地质特征的基础上建立地质模型,通过FLAC3D模拟计算,获取相关信息,并提出防治对策,从而减少滑坡灾害发生。     

珠海——中山天然气输送管线工程海底管线对接成功

2008年1月13日，由中国海洋石油总公司负责兴建的广东珠海--中山天然气输送管线工程，成功实现了磨刀门水道定向钻穿越导向孔对接，并创造长度为2630m海底管道对接成功的世界纪录。     

非掩埋海底管线应用侧扫声呐系统检测方法研究

以胜利油田海底管线为检测对象,采用测扫声纳系统对非掩埋海底管线进行了检测。检测实验结果证明海底管线悬空高度检测与测扫声纳声波的掠射角密切相关。为了获得相对更高精度的检测结果,在检测之前需要详细了解海底底质的前提下,确定该区域较佳的掠射角范围。     

快速沉积作用对海底滑坡的贡献机制及影响因素研究

众多海底滑坡都与快速沉积作用相关,然而,对海底滑坡的贡献机制以及影响因素缺乏系统研究。通过收集与快速沉积作用相关的海底滑坡相关案例,归纳和总结了海底滑坡基本特征。在此基础上,阐明了快速沉积作用触发海底滑坡机制,并给出在ABAQUS中的实现方法,最后对快速沉积作用触发海底滑坡的影响因素进行系统分析。研究结果表明：快速沉积作用导致海底地层超孔隙水压力累积,造成地层有效应力和强度增长减缓甚至降低,形成类似于“低重力场”环境,使海底斜坡在抵御地震、水合物分解、底辟等地质作用下能力减弱。此外,随着海底斜坡坡度的增加,沉积速率的加快,沉积物压缩性的增大,海底斜坡更易出现短滑动周期的浅层破坏。在低沉积速率,沉积物高压缩性条件下,也会导致海底地层欠固结,最终对海底斜坡稳定性产生不利影响。     

冲击荷载作用下有碎石保护结构的海底管线DEM-FEM联合分析研究

海上平台落物或抛锚对海底的撞击会对海底管线造成一定的损害。通常的防护措施是在管线的上部铺设碎石层形成碎石保护结构,从而耗散部分冲击能量。为了分析该保护结构的防护性能,运用离散元–有限元联合分析的方法,建立冲击荷载作用下有碎石保护结构的海底管线反应分析方法。在该方法中,离散元用于模拟碎石结构,有限元用于模拟其它的连续体。离散元单元和有限元单元通过在它们之间设置接触面的方式进行相互作用。计算得到的碎石保护结构对冲击能量的吸收结果与挪威海洋工程规范中建议的公式一致,且计算得到的海底管线变形规律与模型试验的结果相符。这些结果验证了该方法在评价碎石保护结构下海底管线安全性能方面的适用性。     

海底管道失稳过程的模型试验研究

直接铺设于砂质海床上的管道的失稳是一“流-管-土”耦合问题。本文利用U形水槽产生的振荡流对管道的失稳过程进行了模拟 ,通过改变管道水下重量、管径和加载历史研究管道失稳的条件。在试验结果的基础上 ,初步得到了管道失稳的临界Fr数与管重无量纲参数之间的关系曲线 ,并发现不同的加载历史对管道稳定性的影响程度不同     

慢速滑动泥流对海底管道的作用力研究

海床的滑动泥流会对全埋在其中的海底管道产生影响。主要基于流滑海床模型槽,采用PVC管进行一系列模型试验,模拟在慢速滑动的海床中管道的受力特性。结合18组试验数据的分析,得到了管道受力的一般规律;并进一步通过有限元计算细化分析,得到了管道受力随埋深变化的拟合公式。该公式可为海底管线的工程设计提供参考。     

滑坡作用对大直径埋地管道的力学性能分析

基于滑坡作用下的地质灾害,使用ADINA有限元软件建立三维有限元模型,设置接触单元来模拟管—土之间的相互作用,对滑坡作用下的大直径埋地管道的力学性能进行分析,分别计算了不同影响参数情况下滑坡土体作用对埋地管道的力学影响,并对各种参数下的应力、应变以及位移云图等进行分析,得到了一些影响参数的规律性结论。     

碎石保护结构防护海底管线的机理及模型试验研究

近海海底管线会在港口锚地处因船舶走锚而受到损害,碎石结构能够防护管线免受走锚的危害,因此研究碎石结构的防护机理对保护管线有重要意义。采用极限平衡方法分析了走锚状态下土楔对形状复杂的商用霍尔锚的作用力,提出了锚冠和锚爪的受力计算模式,采用3种不同几何相似比的模型锚在模型槽中进行了拖锚试验。模型试验的结果与计算结果相互吻合。锚体整体受力分析的结果表明,霍尔锚在从砂土进入碎石保护层后因力矩不平衡引起锚体翻转,使锚爪尖位置上移而远离埋设的管线,从而使管线避免走锚的伤害。该机理也通过模型试验得到验证。此外,不同试验锚重的归一化结果还说明,霍尔锚锚爪在碎石中的稳定入土深度约为爪长的0.45,拖曳力为2.5倍锚重,可为碎石结构设计参考。     

基于RF-GOA-RVM的海底管道腐蚀速率预测

针对油气管道腐蚀预测模型参数确定困难及预测精度不高等问题,提出一种基于RF-GOA-RVM的腐蚀速率预测新方法.运用随机森林(RF)筛选海底管道腐蚀影响因素,确定腐蚀主要因素;用蝗虫算法(GOA)优化相关向量机(RVM)参数,预测管道腐蚀速率.仿真实验表明:与粒子群算法-相关向量机(PSO-RVM)和RVM相比,RF-...     

降雨诱发滑坡对非连续接口输气管道受力影响分析

既有成果还较少涉及降雨条件下滑坡对管道结构时域变形的解析分析,且针对滑坡–管道相互作用的理论研究仅限于连续管道,未考虑管道接口和管内气压的影响。首先,基于Green-Ampt模型得出的边坡降雨入渗规律,以边坡湿润锋作为滑坡滑动面,采用不平衡推力法计算出滑坡推力;其次,将滑坡推力施加到非连续接口管道上,基于Pasternak地基模型并考虑输气压力作用,求解出降雨条件下滑坡区域输气管道任意截面的内力和位移。在此基础上,结合工程实测值与本文解析解进行对比验证,获得了较好的一致性。最后,针对降雨强度参数进行了敏感性分析和输气管道安全评价。结果表明:随着降雨历时发展,降雨强度的增大引起非连续管道的变形值和变形速率显著增大,管道最大位移增长速率开始迅速下降的时间点逐渐提前;管道最大当量应力随着连续降雨历时增长而增大,直至超出输气管道安评范围。     

海底管道中长距离微管真空灌浆试验研究

以在QK17-2油田海底管道上安装长距离分布式光纤传感系统为依托工程,针对气吹光缆法布设方案,采用真空灌浆技术对长距离微管内的光缆进行固定,从而实现准确监测海底管道变形的目标。通过测定各种配比下灌浆材料的性能指标,绘制成各组分对浆体性能的影响曲线,拟定出合适的灌浆料配合比;再以此配合比,进行了模拟现场长距离微管真空灌浆试验,最终确定出灌浆的最佳配合比,完善微管真空灌浆施工方案。     

基于灰色理论的海底输油管道近岸段风险评价

针对海底输油管道风险评价技术的重要性,介绍了一种应用灰色系统理论确定风险因素权重的方法,结合实例计算了海底输油管道近岸段的风险因素权重,并对指数法进行了修正与改进,从而使评价结果有较高的实用性和可靠性.     

海底隧道建设方案研究及对比分析

结合某拟建海底隧道,重点对盾构法与沉管法的特点及适应性进行了研究,并对两种方案进行了详细的对比分析,分析得出的结论可为类似工程的建设提供借鉴和参考。