埕岛油田海底管线悬跨段动力响应分析

以胜利埕岛油田CB11D-CB11E海底输油管道CB11D端悬空段极端海况为例,研究了该海底输油管道的在波浪、流、地震等外荷载作用下的动力响应,结果表明,在波浪、流及地震共同作用下悬空管道两端及弯管处应力很大,管跨中间位置位移最大,说明该两处最容易发生破坏和断裂.因此应密切检测悬空管道两端和管跨中间的刚度,及时采取防护措施.     

海底管道悬空评估应用分析

海底管道在服役期间由于各种原因会在某些管段形成悬空段,悬空段的存在会影响管道的安全运行。文中以渤中海域某管道为例,基于DNV规范,对海底管道允许悬空长度和海底管道疲劳寿命的影响因素（工作内压、海流流速、沟槽深度）进行分析。     

犁式挖沟机后挖沟埋管对海底管道屈曲压溃压力影响分析

为了研究犁式挖沟机后挖沟埋管中各参数对悬跨段海底管道屈曲压溃压力的影响,采用Python语言对ABAQUS软件进行二次开发,以准静态的方式模拟悬跨段各参数对压溃压力的影响。分析结果显示,犁式挖沟机后挖沟埋管会导致悬跨段管道截面椭圆化。随着作业水深的不断增加,悬跨段托管架处管道局部由弹性变形进入塑性变形区,继而发生屈曲压溃现象。后挖沟深度和管道外径对临界压溃压力的影响较大,其他参数如距海床高度ΔH和等效重力g'的影响有限。建立了后挖沟埋管的海底管道屈曲压溃临界曲线,可为犁式挖沟机后挖沟埋管施工作业提供工程参考。     

基于ANSYS的船用柴油机高压蓄压管的设计

高压蓄压管广泛用于船用柴油机共轨系统中,起输送和承载高压燃油的作用,其强度是设计的关键。设计的双层组合式高压蓄压管,相比单层厚壁蓄压管能够承受更高的内部压力,且环向应力较低。通过ANSYS有限元软件对比分析了双层组合式高压蓄压管和单层厚壁蓄压管的环向应力,设计的双层组合式高压蓄压管结构较合理,强度满足设计要求。通过对双层管配合的过盈量的控制,能够控制环向应力的分布,从而使设计的结构和所用的材料达到最佳使用状况。经过理论计算和有限元计算结果的验证,设计的双层组合式高压蓄压管的结构是正确合理的。     

海底管道管跨的预防和治理

埋设于海底的输液管道,由于海床不平坦或海流对不稳定海床的长期冲蚀以及内外流引起的管道振动等复杂因素,不可避免地使海底管道出现悬空段。本文以海底输油管道为研究对象,分析了管跨形成的原因及危害,提出了管跨的预防及工程治理对策。     

绕海底管线悬空段肩部的三维湍流结构的数值研究

用三维有限元方法模拟了恒定来流绕悬空的海底管线与海床相交处,即管线悬空段肩部的三维流动情况.基于管线直径和来流流速的Re数为5×105.应用Smagrinsky亚格子模型来封闭湍流方程.通过对数值研究结果的可视化处理,由涡量幅值的三维等值面可见,绕悬空段肩部在管线上游形成了一条涡管,它的一端绕过半埋于海床的管线段的顶部,另一端延伸至悬空管线上游的海床上;而由对称张量S2+Ω2(S和Ω的分别为速度梯度张量的对称和反对称分量)的特征值定义的涡核可进一步显示三维流动结构的细节.本文的研究为利用数值模型进一步研究海底管线周围局部冲刷沿管线轴向发展打下了初步的基础.     

大口径无配重海底管道S型铺设分析

考虑大口径管道的自身特性与铺设风险,采用数值模型计算与现场实验分析管道在张紧器夹持处承受较大径向压力,分析管道在悬空段承受较大弯曲应力及不同辅助措施对弯曲应力的影响,认为可通过严格控制管道的屈曲风险实现大口径无配重海底管道的S型方式铺设。     

自平衡试验等效转换的附加压缩量修正

提出一种新的自平衡试验数据简化等效转换方法,它考虑了自平衡加载方式下底层荷载箱以上桩体发生的压缩量及其转换后桩顶加载方式下的压缩量,对等效转换的桩顶位移进行附加压缩量修正,并给出了单层及双层荷载箱的计算公式;算例对比分析表明,这种方法比其他他简化转换方法确定的极限承载更准确,而且有更高的等效转换曲线相似性。     

弹性支承约束下海底管线允许最大跨长的计算方法

直接铺设于海底的管道在服役期间,由于海流的冲刷作用,海底管道的某些管段会逐渐地裸露出来形成悬跨段。悬空管道在浪、流等外部条件作用下,极易产生振动并引起较大动应力,从而引起结构疲劳,严重时会导致管道疲劳断裂。文中将管道入土端等效为线弹簧和转角弹簧,对悬空管道允许悬跨长度进行了初步分析,并对某海域典型管道进行分析,为悬跨管道的治理和安全隐患排除提供技术支持。     

海底管道悬空隐患成因及防治

海底管道是海上油田生产系统中心的一个重要组成部分,维护海底管道的安全是保证安全生产和保护海洋环境重要环节.本文对埕岛海区平台附近与立管连接的海底管道出现悬空的安全隐患进行了详细的调查,并对产生悬空原因进行了分析.对悬空管道的悬空控制进行了对策研究,形成了采用"水下支撑桩"方法进行管道悬空治理的施工方案,此对策实施后取得了显著效果,为保证海底管道安全,保护海洋环境提供了有利借鉴.     

仿生防冲刷系统在埕岛油田中的应用

埕岛油田地处黄河口滩海交界地带,大面积区域冲刷造成海底管线出现悬空安全隐患.海底仿生防冲刷保护系统基于海洋仿生学原理,通过仿生海草的粘滞阻尼作用,降低海流流速,促进泥沙淤积,其应用于埕岛油田海底管线悬空治理具有显著的促淤埋管效果.介绍了该系统的特点、防冲刷作用机理以及应用效果,为河流及海底管线的防护提供参考.     

联锁块铺面的有限元模型分析

通过建立联锁块铺面的平面应变、轴对称和三维实体有限元模型,分析了联锁块块间接缝参数对基层层底弯拉应力和土基顶面压应变的影响;提出了基于不同等效损伤原则的联锁块层等效模量的概念;比较了接缝与联锁块块间连续时不同有限元模型计算得到的联锁块层等效模量的差异;建立了等效模量与接缝参数的关系式;考虑了接缝与联锁块块间可脱开时联锁块层等效模量的变化,并给出了等效模量的推荐表。     

海洋悬空管道非线性振动稳定性分析

以海洋悬空管线为研究对象,根据海洋悬空管道的主要特征,将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型．涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下,建立悬空管道的横向振动方程,并采用谐波平衡法对方程求解。可得出洋流涡激作用下海洋悬空管道横向振动失稳的双尖点突变模型,由此导出悬空管道失稳条件。根据失稳条件分析发现．海洋悬空管长度对稳定性影响起主导作用,并在假定其他条件不变的情况下,分析影响悬空管道稳定性的因素和悬空段临界长度之间的关系。分析结果表明：随着外流流速、管内流流速、管内压强的增加,悬空管道的临界长度减小：随着材料弹性模量、管外直径的增大．悬空段的临界长度增加：其他影响因素相比较而言可以忽略．     

海底管道悬空成因及防治

海底管道是海上油田生产系统中的一个重要组成部分,维护海底管道的安全是保证安全生产和保护海洋环境的重要环节。由于埕岛滩海油田地处黄河入海口滩海交界地带,地貌条件十分复杂,在强烈的水动力因素与不稳定的海底条件作用下,平台及海底管道附近海床遭到强烈冲蚀,使平台附近与立管连接的海底管道出现悬空现象。裸露悬空的海底管道在海流及海浪的冲刷下,产生涡激共振,一旦这种振动引起的动应力超过疲劳极限,管道就会在悬空最严重的部分(立管底部)产生应力集中以至产生疲劳裂纹。当海底管道局部位置超过一定的屈服极限,就极有可能断裂,引发原…     

船闸闸室透水孔与减压管的排水效果分析

应用三维有限元建立了直接模拟闸室透水孔并带有减压管的分析模型,基于流量、水头差等效原则,根据等效渗透系数和阻力系数的概念,研究了透水孔直径、间距以及减压管深度对排水效果的影响规律。依托新夏港船闸分析结果表明,孔距越小、孔径越大,出口段、减压段的等效渗透系数越大、阻力系数越小。出口段等效渗透系数与出水孔面积率成正比,孔距、孔径对出口段排水效果影响等效,面积率不宜小于0.1%。减压管宜贯穿弱透水薄承压土层,其等效渗透系数与侧出水面积率成正比,孔距对减压管排水效果的影响大于孔径的影响。     

海洋平台海管立管悬空方案设计研究

海底管线是海洋平台物流进出的主要通道,是海洋平台安全生产的重要设施。海管立管作为海管与平台连接的关键节点,工作环境最为恶劣。现有海管立管的设计是按照立管直底部与海床面完全贴合的工况开展设计计算,出现悬空情况时,需要采取回填措施。由于回填工作难度大、施工及维护费用高,文章通过软件模拟计算,证明立管底部悬空的不影响海管安全使用,计算结果与实际情况匹配,从而实现立管安装、运行费用的大大降低。     

张力腿平台顶张紧式立管强度分析

顶张紧式立管（Top Tensioned Riser,简称TTR）是张力腿平台（Tension Leg Platform,简称TLP ）的关键部分之一。根据API RP 2RD 规范,探讨了TLP平台TTR的总体强度分析方法,并以中国南海某油田环境条件为基础,采用单层管等效模型模拟多层管TTR,利用Orcaflex软件对TTR总体强度进行了分析,同时探讨了采用规则波或不规则波以及内孤立波对立管应力分析结果的影响,对今后TTR的研究和设计具有一定的参考作用。     

海流引起海底管道悬空的数值模拟

海底管道悬跨将影响管道的安全运营.在海底管道稳定性设计中,需要合理分析具有初始嵌入深度的海底管道产生悬空的物理机制.本文对海流作用下铺设于砂质海床上的海底管道悬空进行了数值模拟.求解不可压缩流体N-S方程,分析了海流作用下管道周围的流场特性,研究了管道两侧的压力分布特性和海床表面剪应力的分布特点.在管道绕流流场分析的基础上,通过对土体渗流方程的求解,得到了管道周围砂质海床内的渗流场以及渗流水力梯度场的分布情况.与海床表面剪应力计算结果进行比较分析发现,管道下方渗流出口处土体的流土渗透破坏将诱导管道发生悬空.     

串列非粘结柔性立管碰撞影响规律分析

考虑基于骨架层和压缩铠装层各向异性中轴向材料属性,本文研究了串联非粘结柔性立管的碰撞规律影响特性。利用ABAQUS海工软件划分和加密典型八层非粘结柔性立管的最外层外护套层外表面参与碰撞的区域,讨论立管在不同的碰撞速度、管间摩擦系数和管内壁压单因素变量下,碰撞区域沿碰撞方向的应变、应力和碰撞力的时程曲线特性,总结对非粘结柔性立管碰撞影响规律。同时,对比单层立管与非粘结柔性立管的碰撞过程发现,两者都发生了多种碰撞行为,其中第一次碰撞过程最为剧烈。三个单因素变量对非粘结柔性立管的碰撞规律特性有不同影响。就立管的碰撞速度而言,在第一次碰撞过程中,碰撞力随碰撞速度的增加而增加,应变和应力呈现先增大然后减小的趋势;随着管间摩擦系数的增大,碰撞过程中应变和应力呈先减少后增加的趋势;碰撞中应变和应力随管内壁压的增加而增加。     

柔性管骨架层湿式压溃非线性数值模拟（英文）

压溃作为海洋柔性管道的一种典型失效形式,对其进行研究具有重要的工程价值。文章考虑了内护套层的影响,建立了包含内护套层的海洋柔性管道骨架层湿式压溃有限元模型,采用弧长法,分别考虑了初始椭圆度、接触非线性和材料非线性的参数影响,进行了骨架层非线性压溃力学性能的数值模拟,并与不含内护套层的单纯骨架层压溃模型进行了对比。研究结果表明,随着初始椭圆度的增加,临界压溃载荷会降低,呈现负相关关系;考虑接触非线性和材料非线性因素会对临界压溃载荷产生较大影响,具体表现为随着摩擦系数和材料屈服应力的增加,临界压溃载荷也会增加,呈现正相关关系;考虑内护套影响后,临界压溃载荷略有增加,说明内护套层在承担外压载荷时也起到了一定作用,但对于计算骨架层临界压溃载荷值影响不大。