基于有限元法分析双层海底管道断裂失效问题

针对南海某油田平台间某双层海底管道的外管发生一处断裂失效事故,根据管道实际运行工况,考虑土壤摩擦力对外管的作用,利用有限元接触分析方法进行双层海管的受力分析,结合DNV规范对管道进行强度校核。结果显示:利用有限元接触算法来分析管土相互作用时,采用刚性面来模拟土壤层是可行的;在未超过原设计压力和设计温度条件下,该海管的外管将不会发生断裂失效事故,管道满足结构强度要求;若海管产生较严重的局部腐蚀,最严重腐蚀点的缺陷凹坑深度超过壁厚的85%,将会发生断裂失效事故。     

高温双层海底管道轴向力计算方法

海底管道的轴向力分析是海底管道设计研究工作的一项重要内容。基于剪滞理论,提出了一套高温状态下双层海底管道轴向力计算的新方法。此方法可以很好地得出双层海底管道的轴向力分布状态以及内管和外管的最大轴向力。分析得到:内管的轴向力呈均匀分布;外管中间的固定段部分所受的轴向力呈均匀分布,其他部分轴向力呈线性增加,在管道的两端,轴向力达到最大值。     

基于模糊数学的海底管道风险评价方法研究

海底管道风险评价技术是一门新型的管理技术。文中在简要介绍管道风险评价技术现状的基础上,通过对海底管道风险评价中存在的客观困难及现行风险评价方法局限性的分析,阐述了进行海底管道模糊综合评价的必要性。文中探讨了风险模糊综合评价的程序和方法,并在此基础上,通过实例验证了海底管道风险模糊综合评价的实用性。将模糊数学理论引入到海底管道的风险评价,为海底管道的安全管理提供了可借鉴的科学依据。     

海底管道腐蚀数据处理研究

在油田设计、施工和运行过程中,产生了大量的数据,随着数据储存量的增多,出现大量缺失和错误数据,且无法直接从系统中获得腐蚀风险管控措施.文中结合数据库平台的生产数据、检测数据、路由数据和腐蚀相关数据等,运用6σ方法,对异常数据进行筛选,运用窗函数法,对缺失数据进行补齐,通过数据对照,发现补齐后的数据误差较小,为海底管道腐...     

海底柔性管道技术研究

随着海洋油气勘探开发的发展,柔性管道得到越来越广泛的应用。文中介绍了柔性管道的分类及结构,重点描述了粘结和无粘结柔性管道,无粘结柔性管道是目前国外发展趋势和研究重点。阐述了柔性管道的技术优势以及适用范围,同时介绍了柔性管道的发展状况、设计准则以及国外的主要制造厂商。国内柔性管道技术与世界先进水平之间还存在较大的差距,采用无粘结技术以及适用超深水环境将是国内未来深水海底柔性管道技术发展的方向。     

海底管道施工方法研究

随着国内外海洋油气资源的不断开发和利用,海底管道项目越来越多,对管道施工方法选择和铺设技术要求也越来越高。施工方法的选择需要综合评价,需要从技术、经济、工期等因素综合考虑。主要阐述海底管道概况、海底管道施工方法、施工方法比较及实际应用。通过对海底管道不同施工方法的比较,给以后的海底管道施工工作提供更大的帮助。通过对中缅原油管道工程海底管道施工方法的比较,更加深了对海底管道施工方法的认识。     

双层海底管道起吊分析方法研究

在海底管道安装或维修过程中,有时需要对已铺设的管道进行起吊作业,管道起吊分析是这一作业的关键过程.针对结构较复杂的双层管,为了确定合理的双层管起吊分析方法,指导海上起吊作业,文中使用有限元分析软件SUSPEND和OFFPIPE,并采用双层管和等效单层管两种模型对管道起吊分析方法进行了研究和比较.结果表明:采用SUSPEND软件进行起吊过程分析时,等效单层管模型计算结果更准确,并与OFFPIPE软件计算结果相吻合;采用OFFPIPE软件进行管道起吊分析时,等效单层管模型和双层管模型计算结果一致,均可用于双层管起吊过程分析.     

海底管道伴热技术研究

通过调研海底管道不同形式的伴热技术,归纳了主要伴热形式,并介绍了对应的工程案例。从设计、伴热能力、操作性、伴热系统风险等方面进行综合对比,提出了不同海底管道伴热技术所适应的条件,为开展海底管道伴热设计提供借鉴。     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

穿越沙波区的海底管道冲刷研究

文中对沙波区海底管道的冲刷进行了研究,包括海底管道冲刷下降和掩埋的机理,海底管道冲刷的开始和发展,固定管道和下降管道的平衡冲刷深度,冲刷达到平衡深度的时间预测以及跨肩承载失效导致的管道下降。结合工程实例进行了计算分析并得出结论,为沙波区的海底管道工程设计提供参考。     

海底管道挖沟的数值模拟

海底管道在挖沟过程中可能受到较大的弯曲应力而出现屈服甚至断裂现象,因此,有必要确定管道在挖沟过程中的应力和变形分布。考虑管道自重和浮力的影响,采用有限元软件建立了海底管道挖沟时的力学模型,通过静力分析得到不同条件下的最大弯曲应力和变形,并将其拟合成公式。最后,通过实例计算,验证了拟合公式的准确性。结果表明：充水状态比空管状态所受弯曲应力大;管道埋设深度越深,所受弯曲应力越大;当要求的挖沟深度较大时,一次挖沟成型可能导致管道弯曲应力超出许用应力。     

海底管道挖沟方法的选择

对海底油气输送管道进行挖沟填埋是一种常用的保护方法。文中综述了海底管道主要的挖沟方法及其适用的挖沟设备,分析了各种挖沟方法的优缺点及其适用条件。通过具体工程案例分析了不同管段海域水深、地质条件、挖沟深度等实际情况,在不同的管段采取相应的挖沟方法,选用合理挖沟机械;保证了工程进度,提高了效率,节约了成本,满足预定要求。     

海底原油管道的施工实践

介绍了册子-镇海海底原油管道的特点,海底管道不同部分的施工方法,主要包括近岸段管线的岸拖施工、离岸段管线的铺管施工和水平口对接等.另外,在各个施工环节,海底管道与陆上管道相比有许多不同点,对此作了介绍并指出应特别关注的问题,其施工方法和成功经验可为其他海底管道工程提供借鉴.     

基于ANSYS有限元分析的海底管道变形数值模拟

某海底管道由于拖锚损伤导致局部失效变形。文中基于变形管道的偏移量、着力点破坏程度、塑性变形区域等信息,通过ANSYS有限元分析软件对管道在锚拉力作用下的变形过程进行数值模拟,计算变形管道所受的最大拉力和弯曲角度等参数,并验证整个变形过程。结果表明,该海底管道在至少2 657 k N的外力作用下牵引拉伸导致变形失效。     

海底管道单项高风险因素分析

为了准确掌握海底管道在运行阶段面临的各种单项高风险因素,通过采用相应模型计算和OLGA模拟等方法,以某管道为例,得到了对管道安全影响较大的单项高风险因素为海底管道埋深、海床变化、析蜡可能性、水合物堵塞可能性、结垢、沥青质沉积、抛锚与拖网干扰等、腐蚀、悬跨影响等。文中给出了相应的风险减缓措施,为解决生产实践中海底管道存在的安全隐患提供了依据,预防海底管道事故的发生。     

新型海底管道内变形检测仪

基于PIC单片机,设计了海底管道内变形检测仪。通过单片机来控制位移传感器检测管道是否变形,然后将形变量存储到大容量Flash存储器中。通过串口将存储器中的数据传送到上位机,将数据以曲线的形式形象地显示出来,以便操作人员及时发现管道是否变形。     

基于SAGE Profile的管卡修复后海底管道应力分析

对于损伤海底管道,为了校核其修复后的管道应力,确保处于安全范围,文中提出了一种利用SAGE Profile软件分析安装管卡后的管道应力方法,通过建模计算得到管道的沉降和等效应力,并利用《海底管道系统规范》中的许用应力设计校核法进行应力校核,结果表明,管道的沉降位移为114 mm,最大等效应力为142.41 MPa,最大等效应力小于安全工作应力,管道应力状态满足规范要求。     

海底柔性管道的安装及应用

柔性管道与普通钢管相比,在抗腐蚀性和铺设速度等方面有许多优势,其在海洋石油行业的应用广泛。以实际生产项目为例,介绍了海底柔性管道作为油气混输管道时的安装方法和过程。海底柔性管道将逐步应用于深海油田开发领域,为今后海底柔性管道在深海的安装和应用提供参考。     

新型单层保温海底管道节点防水研究

单层保温海底管道的管端(节点)防水是应用于海洋工程的关键技术之一。文中主要选用防水材料SPUA制作适用于海底保温输送管道管端防水的新型防水结构,并进行了该防水结构在模拟水下环境下的防水实验研究。实验结果表明:SPUA涂层结构施工方便、环保、质量可控,材料成本较低,经济效益明显,可应用于浅海水域的单层保温管,具有很好的应用前景。