含腐蚀缺陷海底管道压溃压力计算方法

腐蚀是海底管道最常见的缺陷形式,明确腐蚀缺陷对海底管道压溃压力的影响规律,建立可靠的压溃压力计算方法对评估海底管道的安全运行具有重要意义。考虑几何非线性和材料非线性,建立了含腐蚀缺陷的海底管道数值仿真模型,通过与文献试验数据对比验证了其可靠性。在此基础上,开展了腐蚀参数敏感性分析,得到了腐蚀深度、长度和宽度对海底管道压溃压力的影响规律:腐蚀长度、宽度和深度对海底管道的压溃压力影响效果依次递增,相对于轴向短腐蚀管道,腐蚀深度和腐蚀宽度对长腐蚀管道压溃压力的影响更大。基于敏感性分析和大量数值计算结果,采用非线性回归方法得到了含腐蚀缺陷海底管道压溃压力的计算公式,将该公式计算结果与文献试验结果和现有方法计算结果进行了对比,本文回归公式与试验值的误差小于10%,与现有计算方法的误差小于3%,证明本文回归公式能较为准确地预测含腐蚀缺陷海底管道的压溃压力。相关成果为含腐蚀缺陷海底管道的完整性评价提供了参考。     

弹塑性海床上的海底管道沉降特性分析

海底管线的在位稳定性问题是海底管线设计中的关键问题之一,为对海底管线的设计提供理论依据,采用有限元软件ABAQUS对管土系统进行分析。海床土体采用Ramberg-Osgood模型进行模拟,管土接触面采用"接触对"的算法进行处理,解决了管道嵌入海床的动边界接触问题。通过改变管道的水下重、环境载荷、管径、屈服应力等参数进行计算。数值计算结果表明这些参数对管道的沉降量都有一定程度的影响。     

深水管道安装期的沉降分析方法

深水海底管道安装时管道沉降直接影响其竖向、轴向和侧向力,管道沉降的分析方法是深水海底管道设计中的重要内容。介绍了深水管道安装时沉降的作用原理,采用引入载荷放大系数和敏感系数的方法来分析管土的相互作用,重点研究了深水海底管道安装时的沉降计算方法,该方法被应用于西非某实际深水项目海底管道系统的设计中。结合国外深水海底管道设计研究安装时管道的沉降,可以为我国南海类似深水项目设计提供指导。     

水下绞笼式挖沟机机械开挖数值分析

海底管道是海洋油气田开发中输送油气资源的重要设施,为维持其自身安全和在位稳定性,必须将海底管道埋设到预定的深度,海底挖沟机是埋设海底管道和电缆的重要设备.采用非线性流固耦合算法,对机械绞笼切削土体进行了深入求解,分析了绞笼开沟过程中的切削荷载变化规律,研究了开沟过程中土体的变形规律与破坏机理.数值计算结果表明:开沟过程...     

石油管道海底对接过程力学仿真软件平台设计

基于海底管道对接过程数值建模分析,利用Abaqus非线性模拟软件实现海底管道对接模拟仿真。采用面向对象的软件平台Visual Studio构建基于Windows系统的海底管道对接模拟仿真平台,阐述管道模拟软件的参数输入前处理模块、模拟仿真求解模块、数据后处理模块和辅助功能模块的软件流程及关键程序设计原理。该软件平台将在海底管道对接模拟领域具有广泛的应用价值和开发前景。     

海底管道端部行走评估的解析方法

使用数值解析方法对海底管道端部行走发生可能性进行筛选分析,对行走管道的端部行走量进行评估,并对影响端部行走量的关键参数进行敏感性分析。对于解析法的适用性进行研究,研究结果表明,解析法计算结果略保守,与有限元法结果差异小于10%,可用于项目前期初步评估海底管道端部行走行为使用;管道长度和热力梯度增加,行走量随之增加;摩擦因数增大,行走量呈抛物线形状变化。研究成果可为海底管道设计提供参考。     

崎岖海床上管道变形和应力研究

为了准确得到海底管道铺设在崎岖海床上的变形和应力状态,文章采用有限元法进行管道纵断面分析,计算得出了相关曲线。通过与A H M ouselli给出的曲线对比,验证了不同张力条件下海底低洼凹陷和隆起地形对管道应力的影响,数值解略小于M ouselli曲线结果。最后以实际的崎岖海床为例,计算了管道在空管和满油状态下的纵断面变形曲线和弯曲应力。根据得出的管道弯曲应力分布,能够科学合理地给出海床处理方法,保证海底管道的安全。     

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。     

地震波作用下海底管线弯管抗震设计方法

根据海底管道铺设环境的实际情况,建立了海底管道简单弯管的力学模型,并用地震最大加速度法求得包含1个动力安全系数的工程设计计算公式。用加速度时程曲线法对弯管的动力学方程进行了数值计算,同时使用有限元软件验证了数值计算结果,为动力安全系数的选择提供了依据。     

深水水合物试采过程中地层沉降及井口稳定性研究

在深水非成岩地层天然气水合物试采过程中,随着试采时间增长,大面积弱固结地层中的水合物分解后,可能造成海底地层沉降,损坏井口和海底管汇,导致试采工程失败。为此,建立了非成岩地层水合物试采过程中的海底地层沉降和井口稳定性分析模型,分析认为水合物分解后产生的负摩阻力和下拉载荷是导致井口失稳的主要因素,并采用有限元强度折减法模拟研究了水合物分解对地层沉降和井口稳定性的影响,结果发现,水合物分解后管柱周围的负摩阻力主要分布于表层导管底部向上约1/3的区域,且水合物分解半径越大、水合物饱和度越高,负摩阻力越大。自主研发了天然气水合物开采井口模拟试验装置,进行了水合物分解对井口稳定性影响的室内模拟试验,负摩阻力的模拟试验结果与数值模拟结果相比,相对误差在10%以内,验证了计算模型和数值模拟结果的可靠性。研究成果可为深水非成岩地层水合物试采时间控制和井口安全评估提供理论参考。      

柔性软管敷设过程及安装计算分析

柔性软管有水平敷设方式和垂直敷设方式,2种敷设方式均可划分为4个敷设过程。介绍软管具体敷设过程及特点,论述软管安装计算分析理论。针对工程项目实例,依据软管敷设过程,进行柔性软管安装计算分析,确定软管敷设工作所需关键参数。研究工作可对柔性软管在海洋石油工程上的应用提供参考。     

海底管道的沉降量计算

根据极限平衡和极限分析方法,建立了软黏土地基土体上海底管道的极限承载力计算公式。当地基处于极限状态时,基础作用于地基的全部荷载应该等于该地基土体的承载能力,根据这一关系式可以推导出海底管道沉降量的计算公式。通过对试验结果的分析,证实所采用的计算方法是可行的。     

采空塌陷区管道最大轴向应力计算及统计分析

采空塌陷对埋地油气管道的安全完整性构成了严重威胁。为此,在分析采空塌陷区管道变形基本特征和简化采空塌陷区管道半空间受力分析模型的基础上,对非沉陷区和沉陷区分别构建了计算模型,计算了不同工况条件下不同塌陷区长度、不同沉降量所对应的管道内部最大轴向应力,根据相关规范并采用最小二乘法,分别得出了只考虑管道内压不考虑强度折减系数和既考虑管道内压也考虑强度折减系数的沉陷区长度与对应的管道极限下沉量的统计关系,并得出以下结论：①在开采沉陷区,当没有发生塌陷时,埋地管道所承受的应力主要是其内压产生的轴向拉应力;②而当发生塌陷时,埋地管道所承受的应力主要是其内压和因塌陷产生的管道轴向拉应力之和;③在沉降区边缘的管道上部承受的应力值最大,其次是沉陷中心的管道下部,并承受着拉伸应力;④沉降盆地边缘的管道下部和沉陷中心的管道上部承受着压缩应力。     

深水海管在线结构物的安装分析

该文主要对深水海管在线结构物的安装分析方法进行了详细介绍。深水海管的安装分析通常考虑如下设计工况：海管的起始铺设、弃管与回收、S型铺设。为了建立铺管分析计算模型,提出分析前提假设和实施路线,结合路由水深、浪向角等敏感性参数,通过使用专业有限元分析软件Offpipe对一工程实例进行了静、动态模拟计算,结果经过校核后满足设计规范要求。     

海洋管道多点提吊的有限元分析

建立了海洋管道多点提升的有限元模型,考虑了管土作用的非线性和倾斜绳缆对提升的影响,引入了土体吸力的作用,并增加了对绳缆的模拟,运用ANSYS软件对海洋管道多点提吊的各个阶段进行了模拟计算,同时运用实例分析对所建模型进行了验证。分析结果表明,土体吸力对离地点附近管道的弯矩影响较大,对管道变形几乎没有影响;在提吊初期,管道的最大弯矩对土体吸力的大小较为敏感,最大弯矩随土体吸力的增大而增大,随着提吊高度的增加,土体吸力对最大弯矩的影响逐渐消失。     

埕岛海域海底管道隐患分析及治理

海底输油管道的安全与否直接影响着海洋石油工业的发展和海洋环境的保护。胜利油田埕岛海域所处的位置和环境决定该海域存在海底冲刷,海上工程勘察情况表明海底管道因冲刷悬空非常普遍,给管道的安全运行带来严重隐患。文章结合该海域油气管道的现状,对安全隐患进行分析,并提出治理措施。     

两相管流工艺计算软件的研制

利用流体力学理论 ,结合目前国内外最新的两相流理论和实验研究成果 ,在描述气液两相流水力计算、热力计算和流型判断的数学物理模型基础上 ,研制出适用于海洋、沙漠、丘陵地区原油与伴生气、凝析天然气与凝液输送工艺的一套新的计算模拟软件TFTCS。介绍TFTCS软件的结构、功能、适用范围。用该软件对锦州 2 0 - 2海底湿天然气管道进行模拟计算 ,并与管线生产数据进行对比 ,用国外同类软件PIPEPHASE进行验算。实例计算分析表明 ,该软件功能完善 ,操作方便 ,计算结果可靠 ,能满足油气混输管道的设计计算和生产管理的需要     

海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。     

海底单重保温管道层间轴向剪应力计算方法研究

针对我国近海边际油气田多为高凝、高黏原油的特点,基于国内制管工艺和能力,借鉴国外海洋油气田开发工程成功应用单重保温管的经验,从力的传递和变形协调条件出发,对单重保温管层间轴向剪应力计算分析方法进行了探讨,提出了一套适合单重保温管设计计算的新方法,并提供了计算算例。     

����1-1���������ܵ���ˮ����﹤�ռ���

海南东方1—1凝析气田位于南中国海的西南部,与海南省陆地之间的距离约为104 km,最大水深70 m。东方1-1海底天然气管道连接海上中心平台与陆地终端天然气处理厂,管道直径为533.4  mm,长度为105.859 km,海底输气管线内壁未做涂层处理。东方1—1海底输气管线干燥工程采用甘醇干燥技术,实现了对其的干燥处理。介绍了东方1—1海底输气管道排水/干燥工艺涉及的清管器设计、干燥剂选择、排水/干燥方案设计、排水/干燥标准等技术环节,设计了除水/干燥方案。研究指出：聚氨酯材料制作的直板型清管器具有较好的耐磨性和密封性;能满足长距离海底输气管道排水和干燥剂干燥的要求。根据质量守恒原理建立的海底输气管道干燥剂浓度分布模型,其预测结果与东方1-1海底输气管线的实际干燥结果能较好吻合,可应用于海底输气管线干燥方案设计与操作程序设计。