發(fā)布時間：2020-11-16 14:48

　　 目前,在舟山海域服役的海底管道均呈現(xiàn)不同程度上的懸空,嚴重影響海上的生產(chǎn)進度。因此,研究懸跨管道的力學特征、許可長度以及治理措施對管道工程的應用具有實際價值。本文以海底輸氣管道為研究對象,基于管土耦合理論和有限元分析方法展開數(shù)值模擬工作。首先,將管土相互作用作為研究重點,運用ABAQUS軟件構(gòu)建了兩種維度下的管土耦合模型,運用位移貫入法,對不同土體參數(shù)下力-位移曲線的敏感性進行分析,得到了土體剛度的變化規(guī)律。其次,使用Java語言編程獲得管道橫/豎向的受力情況。在此基礎(chǔ)上分析了不同耦合模型下管道的軸向特性,并模擬了不同懸跨長度、徑厚比、內(nèi)壓值和海流流速對管道受力的影響。然后通過Java語言編制了靜態(tài)強度法和渦激振動方法的動態(tài)分析界面,并用動力學軟件OrcaFlex進行疲勞分析,從以上三個角度對懸跨管道的許可長度進行了驗證。接著,分析了相應參數(shù)條件對單跨和雙等跨管道應力和位移的動態(tài)影響。最后,針對舟山實際海況開展懸空治理研究,并對鋼架支撐結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,得到了合理的結(jié)構(gòu)尺寸。同時對沙袋覆蓋方案展開的數(shù)值模擬研究表明,沙袋覆蓋經(jīng)濟性較好,但流速較大情況下穩(wěn)定性較差;沙袋堆砌成矩形時,治理效果略好于梯形,但梯形的經(jīng)濟性較好。
【學位單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TE973.92
【部分圖文】：

海床土體還將伴有液化現(xiàn)象的產(chǎn)生。管段誘因的分析，海床土體的約束是影響海底管道穩(wěn)定的重貼近工程實際的跨肩管土模型對分析懸跨問題的準確度有作用模擬相互作用的處理方法研究，經(jīng)歷了從解析幾何分析、理論模元模擬，管土作用機理及分析模型正在朝著更為精確的方向不同，可分為彈性地基梁模型、土剛度模型以及管土耦合�；耗Ｐ�，將海床假定成 Winkler 彈性地基，海床受到的壓力簡化為管道則被視作緊貼地基的梁模型。取dl 管長的微元進行分析管土接觸區(qū)域dl 長度的管道微元的受力情況如圖 2-1：dlM+dMMkzdl

管內(nèi)介質(zhì)勻速流動；不考慮波浪的作用，海流入射方向與管道垂直且與海床平行；不考慮垂向與順流向振動間的耦合作用。型如圖 2-4 所示。zyz(x,t)TVxLUTV圖 2-4 海底單跨管道模型[58]Fig 2.4 Submarine single-span pipeline model2-4 的懸跨段截取結(jié)構(gòu)區(qū)和內(nèi)流區(qū)微元分析，如圖 2-5 和圖 2-6

圖 2-6 內(nèi)流區(qū)微段[58]Fig 2.6 Internal flow section micro segment道結(jié)構(gòu)和內(nèi)流的豎向振動方程以及參數(shù)之間的力學關(guān)系，得2 22 20s s sN z z zF T F r m m gx x x t 222( ) 0i i izF PA m V z m gx t x 22L i f fz zF F gA r mt t 33M zN EIx x
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高雷;;探討海底管道防護技術(shù)及安全措施[J];建設(shè)監(jiān)理;2018年11期

2 陳鵬;;運營期海底管道檢測方法分析與探討[J];山西建筑;2019年11期

3 吳志強;;海底管道球閥結(jié)構(gòu)和密封型式的選用與分析[J];閥門;2019年05期

4 王豪巍;;海底管道路由勘察及狀態(tài)評估技術(shù)分析[J];石化技術(shù);2018年10期

5 駱寒冰;季紅葉;劉鑫;邊大勇;賈璐瑾;;基于半定量方法的深水海底管道應急維修風險評估研究[J];中國海洋平臺;2016年05期

6 陽連豐;張曉健;;濕式回收技術(shù)在海底管道修復過程中的應用[J];海洋工程裝備與技術(shù);2016年04期

7 黃必桂;雷方輝;李家鋼;石新剛;王俊勤;李強;;海洋石油平臺附近已建海底管道探測方法概述[J];中國海洋平臺;2016年03期

8 崔少敏;;海底管道懸跨分析中部分計算參數(shù)對結(jié)果的敏感性分析[J];化學工程與裝備;2017年03期

9 崔少敏;;海底管道懸空處理措施研究[J];化學工程與裝備;2017年04期

10 黃宇立;楊東全;路平;李學勛;;組合載荷下單缺陷腐蝕海底管道的安全分析[J];腐蝕與防護;2017年04期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 劉懷增;海底管道錨擊損傷后果評價與預警研究[D];中國地質(zhì)大學;2017年

2 郭士清;深水管道多功能機具切割與作業(yè)穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

3 魏宗亮;卡壓式海底管道連接器臨界密封條件力學分析及密封性能優(yōu)化[D];哈爾濱工程大學;2017年

4 劉宇濤;海底管道完整性管理中偶然荷載的風險評估和決策研究[D];上海交通大學;2015年

5 張恩勇;海底管道分布式光纖傳感技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D];浙江大學;2004年

6 邵劍文;海底管道的健康監(jiān)測系統(tǒng)與評估研究[D];浙江大學;2006年

7 吳鈺驊;海底管道—流體—海床相互作用機理和監(jiān)測技術(shù)研究[D];浙江大學;2007年

8 張宗峰;海底管道在位穩(wěn)定性研究[D];天津大學;2015年

9 王雷;海底管道懸空檢測及治理技術(shù)研究[D];中國石油大學(華東);2014年

10 張琦;大容量高保真海底管道超聲檢測數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D];上海交通大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 潘佳禾;孤立波作用下飽和緩坡海床及海底管道響應分析[D];上海交通大學;2018年

2 顏筱函;基于溢油風險評價的海底管道設(shè)計優(yōu)化研究[D];中國石油大學(北京);2018年

3 柴亞軍;海底管道高溫熱穩(wěn)定的可靠性設(shè)計方法[D];中國石油大學(北京);2018年

4 彭超;基于塑性基礎(chǔ)弦模型的海底管道受撞擊損傷機理研究[D];中國石油大學(北京);2018年

5 單潛瑜;管土耦合作用下海底管道懸跨分析與治理研究[D];浙江海洋大學;2019年

6 歐陽穎;基于船舶拋錨動態(tài)仿真的海底管道損傷研究[D];武漢理工大學;2018年

7 段安琪;腐蝕海底管道安全評價方法的研究[D];中國石油大學(華東);2017年

8 閆志強;海底管道波流耦合分析及軟件開發(fā)[D];天津大學;2018年

9 徐風;海底管道（樁）局部沖刷數(shù)值模擬研究[D];上海交通大學;2017年

10 蔣嵐嵐;單點系泊輸油終端海底管道結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];上海交通大學;2016年

本文編號：2886357