本文選題：管道　切入點(diǎn)：應(yīng)力分析　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國油氣管網(wǎng)穿越地域廣,不可避免地穿越河流湖泊等水文地域,穿越管道如果遭遇洪水災(zāi)害,可能會導(dǎo)致管道暴露懸空進(jìn)而斷裂,對管道的安全運(yùn)營造成極大威脅。本文以洪水災(zāi)害頻發(fā)的馬惠寧管道為研究對象,對洪水作用下的穿越管道應(yīng)力分析進(jìn)行了研究。論文首先通過馬惠寧穿越管道沿線水文條件分析了洪災(zāi)的成因與級別,然后基于Winkler假設(shè)的彈性地基梁理論建立了簡化力學(xué)模型。采用Morison方程計(jì)算洪水對管道的作用力,運(yùn)用解析法進(jìn)行力學(xué)分析并基于應(yīng)變準(zhǔn)則進(jìn)行失效判別。根據(jù)以上理論分析,編制了一套洪水對管道作用力計(jì)算的輔助程序。為進(jìn)一步研究洪水作用下管道應(yīng)力特點(diǎn),采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行模擬仿真,由靜力分析得到管道的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,確定應(yīng)力、應(yīng)變的集中區(qū),得到管道的極限懸空長度和極限洪水流速,并討論了兩者間的關(guān)系。對應(yīng)力影響因素進(jìn)行分析,包括洪水含沙量、管道內(nèi)壓、管道壁厚等,確定各參數(shù)的影響程度。隨后對管道進(jìn)行動力分析,由模態(tài)分析得到不同懸空長度下的管道自振頻率,判斷是否發(fā)生渦激振動并得出易發(fā)生共振的危險(xiǎn)長度。再者考慮洪水流量的時(shí)序變化,選取典型的快消快漲型洪水,基于隱式動力學(xué)分析法對管道進(jìn)行時(shí)程分析,并將動力分析的結(jié)果與靜力分析做對比。最后基于以上結(jié)論,針對馬惠寧管道提出降低應(yīng)力措施,從水工保護(hù)、套管加固、應(yīng)變檢測、打樁固管等方式提高管線的抗洪能力。論文提出的研究方法和成果可為馬惠寧穿越管道的洪災(zāi)防護(hù)和安全運(yùn)營提供建議,也為洪水作用下的穿越管道的進(jìn)一步研究提供參考和借鑒意義。
[Abstract]:The oil and gas pipeline network in China travels across a wide range of areas, inevitably across hydrological areas such as rivers and lakes. If the pipeline is subjected to flood disaster, it may lead to the pipeline being exposed to suspension and then broken. This paper takes the Ma-Huining pipeline with frequent flood disasters as the research object. The stress analysis of pipeline crossing under the action of flood is studied. Firstly, through the hydrological conditions along Ma-Huining crossing pipeline, the causes and grades of flood are analyzed. Then a simplified mechanical model is established based on the elastic foundation beam theory of Winkler's hypothesis. The Morison equation is used to calculate the flood force on the pipeline, the mechanical analysis is carried out by using the analytical method and the failure judgment is made on the basis of the strain criterion. In order to further study the stress characteristics of the pipeline under flood action, the finite element software ABAQUS is used to simulate and simulate the stress and strain distribution of the pipeline by static analysis. The concentration area of stress and strain is determined, the limit suspended length and the limit flood velocity are obtained, and the relationship between them is discussed. The influencing factors of stress are analyzed, including flood sediment content, pipeline internal pressure, pipe wall thickness, etc. The influence degree of each parameter is determined. Then the dynamic analysis of pipeline is carried out, and the natural vibration frequency of pipeline with different suspended length is obtained by modal analysis. This paper determines whether vortex-induced vibration occurs and obtains the dangerous length of resonance. Furthermore, considering the time series variation of flood discharge, the typical fast dissipating and rapidly rising flood is selected, and the time history of pipeline is analyzed based on implicit dynamic analysis. The results of dynamic analysis and static analysis are compared. Finally, based on the above conclusions, the stress reduction measures are put forward for Ma-Huining pipeline, including hydraulic protection, casing reinforcement, strain detection, etc. The research methods and results presented in this paper can provide suggestions for flood protection and safe operation of Ma-Huining pipeline. It also provides a reference for the further research of crossing pipeline under the action of flood.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE973.4

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8 記者 吳佳s，

本文編號：1644410