海底管道屈曲及其传播现象

本文根据对海底管道稳定性中值得注意的屈曲及其传播现象进行的专题研究,列出了8种不同控制屈曲发生的屈曲压力,并分别作了相应的介绍,为控制屈曲现象的发生从理论方面进行了深入研究,并提出用相应的屈曲限制器防止屈曲波形的传播,可供从事海底管道设计和施工的有关人员参考。     

深水海底管道的抗压溃屈曲性能试验研究

为了明确深水海底管道的抗深水压溃性能,防止管道发生压溃屈曲及屈曲扩展破坏,采用有限元模拟及实物管件外压测试试验的方法,对开发的X70钢级Φ914 mm×36.5 mm规格深海用厚壁直缝埋弧焊接钢管管件在35 MPa均布外压载荷下的抗深水压溃屈曲性能进行了试验研究。深海高压模拟试验舱外压测试试验表明,管件在不承受内压的条件下,最大外压加载至35 MPa,并保压15 min,管件无失稳、凹陷或压溃现象,管件的变形属于弹性变形。研究结果表明,试验管件的强度能够承受35 MPa的静态外压载荷,具备抵抗相当于3 500 m水深的海底管道的压溃屈曲能力。     

埋地管道动力反应特性研究

1．引言 交通、通讯、供电、供水、排水、供气和输油等工程，对于现代社会生活来说是至关重要的，人们形象地称之为生命线工程，而输液管线是重要的生命线工程。     

基于量纲分析的管道临界屈曲应变准则研究

管道的局部屈曲通常被认为是一种失效,在基于应变的管道设计方法中,临界屈曲应变是一个重要指标。针对现有公式的不足,分析了临界屈曲应变的主要影响因素,采用量纲分析法,利用收集到的试验数据拟合建立了新的临界屈曲应变预测公式。与现有临界屈曲应变公式计算结果相比,该公式具有较高的预测精度。     

多层海洋采气管道上升段屈曲研究

区别于海洋采气管道的水平段屈曲问题,上升段管道的屈曲问题未受到足够重视.为获取海洋采气上升管道的临界屈曲能力以及三层管道保温层变化对管道屈曲能力的影响,基于有限元方法建立了直立以及J型采气管数值模拟,分析了单层管道以及三层管道的临界屈曲模态及特点,讨论了管道参数及管材性能参数对临界屈曲载荷的影响.研究结果表明:管道临界...     

深水海底管道屈曲试验数据采集技术研究

为了观察深水海底管道屈曲试验过程中管道的屈曲进程和测量管道在屈曲变形过程中的应变,设计和完善了一种适用于深海海底管道屈曲试验数据采集的工艺流程和方法。数据采集工作的重点是保护应变片并使其在模拟深海环境中能够正确输出试验数据,同时可以实时监控试验压力等数据。试验结果表明：研制出的深水海底管道屈曲试验数据采集技术和方法可行、有效。     

内压和侧压作用下管道的屈曲分析

压力管道是薄壳结构，会发生屈曲失稳破坏。采用侧压和内压力联合作用下的力学模型模拟了管道受到滑坡、洪水等自然环境的作用情况，用有限元方法计算管道的屈曲失稳情况。分析了管道的屈曲载荷和屈曲形态，给出了典型的管道屈曲变形模式，并绘出了厚度、内压、缺陷对管道屈曲载荷影响的关系图。     

深水海底管道终端设施(PLET)管道应力分析

海底管道终端设施(PLET)是海洋深水开发中最基本的重要的水下生产设施,其可靠性对水下生产系统及整个油气田的正常运行和安全保障具有十分重要的意义。本文对PLET承压管道的应力分析技术进行了研究,梳理了管道应力的基本知识,讨论了水下PLET管道应力分析的特点和校核规范的选取,通过实例介绍了深水水下PLET管道应力分析的方法和流程,可供水下生产设施设计研究中借鉴。     

海底管道侧向屈曲激发设计应用及验证

介绍国内首次进行海底管道侧向屈曲激发的工程设计应用和基于投产后调查的验证及再分析。进行基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制基础。根据铺设后调查,对管道铺设后不直度、沉降值等数据进行分析,发现南海海底管道由孤立波造成的海床沉积物不均匀沉积的直接证据。投产后调查验证了侧向屈曲激发装置的有效性,并根据膨胀、侧向屈曲量进行再分析,验证管-土作用参数。结论对深水高温高压海底管道设计与建设以及管-土作用参数的计算有一定的指导意义。     

考虑海底边界影响的管道水动力特性研究

利用雷诺平均方程,采用SSk-ω湍流模式,建立了一个研究海底管道水动力特性的数值模型。利用该模型在Re为对不同间隙比下定常流通过海底悬跨管道进行了数值模拟,得到了管道的升阻力系数并分析了升阻力与间隙比的关系。通过与试验数据和数值结果进行对比和对升阻力系数曲线作FFT变换,分析了该模型的可靠性,推测出临界间隙比,进而分析了尾涡形式及其产生与抑制机理。     

蛇形铺管形状对海底管道横向屈曲的影响

蛇形铺管法是一种有效控制管道横向屈曲的方法,该方法的关键是使管道在预设位置激发屈曲,且管道后屈曲的弯矩及应变控制在合理的范围内。文章提出了一种新的蛇形铺管形状,即正弦曲线形状,基于ANSYS软件建立了用于平坦海床上蛇形铺设管道横向屈曲分析的计算模型,对正弦曲线形状的蛇形铺管形状进行了分析,并与工程普遍采用的弧形铺管形状进行了对比。对比分析表明,正弦曲线铺管形状有效地降低了管道屈曲的临界荷载,且管道后屈曲的弯矩及应变更低。     

高强度管道局部屈曲研究进展状况

随着管道应用工程对输送要求的提高,对管道的性能提出了更高的要求。文章对高强度管道局部屈曲这一失效形式,从理论研究、实验研究、有限元模拟这三个方面对目前国内外高强度管道局部屈曲的研究情况进行了概述。文章认为目前针对高强度管道局部屈曲的研究总体上还不够成熟,需要更加深入的研究。     

氢气-空气预混气体火焰在管道阻火器内传播特性试验研究

通过建立试验装置,对氢气-空气预混气体火焰在不同管径波纹管道阻火器中的传播特性进行了试验研究。试验结果显示,氢气-空气预混气体在管道阻火器内的爆炸过程分为等压燃烧、压力快速上升和压力振荡3个阶段。爆炸过程中压力剧烈波动,随着管径的增大压力波动愈发明显,而火焰传播速度没有明显的变化规律。管径15 mm管道阻火器内压力上升速率急剧增大,升压持续时间仅0.5 ms。随着长径比的增大,阻火速度呈近似线性增大趋势。长径比为30时,阻火单元能使火焰淬熄,长径比增大到40时部分阻火器阻火失败。在相同的氢气体积分数下,火焰传播速度沿管道长度方向基本呈递增趋势,最大火焰传播速度发生在氢气体积分数为30%时。当阻火单元厚度增大到原阻火单元厚度的2倍时,虽然爆炸压力略有增大,但火焰传播速度呈现递减趋势,阻火器的阻火能力明显提高,双层阻火单元下的火焰淬熄效果明显优于单层阻火单元。     

隆起屈曲对海底管道近岸段设计的影响

针对隆起屈曲对于海底管道近岸段设计的影响,结合规范要求和工程实际情况,分别从海床环境特点、分析方法、施工要求等方面介绍海底管道隆起屈曲设计在近岸区域的特点。介绍近岸段设计中隆起屈曲与管道坐底稳定性、冲刷、渔业保护等其他风险的相互影响。详细论述近岸段海底管道隆起屈曲评估时需要重点关注的工程影响因素及相应的工程解决措施。结合近岸段施工特点,基于管道隆起屈曲保护的要求对不同的近岸段挖沟方式进行比较,提出针对施工阶段管道隆起屈曲保护的相关建议。     

海底长输油气管道的隆起屈曲分析

该文基于Palmer等研究学者提出的半经验解析公式,探讨了海床几何初始缺陷、温降及土壤特性等因素对分析结果的敏感性。结合工程计算所需的前提假设,通过使用自编程序对一工程实例进行分析,结果表明该方法的计算量小、直观性强,对工程设计具有一定的指导意义。     

海底管道侧向屈曲概率化分析方法

介绍海底管道侧向屈曲概率化分析的理论基础和方法,编制基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算程序,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制的基础。给出基于概率化方法的侧向屈曲分析实例,该方法已在工程实际项目中成功应用,所得结论对深水高温高压海底管道设计与建设具有指导意义。     

海外陆上集输管道隆起屈曲理论探讨及应用

隆起屈曲是覆土管道在热膨胀的轴向压力作用下产生的弹塑性形变现象,表现为管道发生弯曲和拱出地面.管道隆起屈曲现象不仅发生在海底管道,在陆上油气田生产领域也经常发生.裸露的管道会在油气田中构成重大的安全和环境危害,因此隆起屈曲现象引起了石油工业技术人员的持续关注.结合同海外油气田外方业主及著名工程设计公司的项目合作经验,介...