【摘要】：中國的油氣管道正面臨著各種地質(zhì)災(zāi)害和人為活動的雙重威脅,油氣管道的安全直接關(guān)系著中國能源運輸?shù)陌踩?因此管道的安全問題是亟待解決的關(guān)鍵性問題。通過查閱文獻資料和調(diào)查近年來國內(nèi)外管道事故案例,發(fā)現(xiàn)水毀地質(zhì)災(zāi)害是威脅在役管道安全的關(guān)鍵因素之一。本文通過查閱各種資料,結(jié)合管道工程中所遇到的實際問題,首先分析了油氣管道運輸目前的安全、經(jīng)濟、技術(shù)等狀況。然后結(jié)合中國西南片區(qū)油氣管道的調(diào)查結(jié)果,查閱已有的成果資料,根據(jù)常用的方法將管道水毀的情況進行了識別分類,得出了按照各種分類規(guī)則劃分后的管道水毀識別分類表。結(jié)合管道水毀的分類結(jié)果,本文進一步闡釋了管道水毀的誘發(fā)原因及管道水毀的作用形式。除此以外,本文根據(jù)蘭成渝管道中德陽石亭江段水毀導(dǎo)致管道懸空380米的實際案例,查閱管材資料、土體參數(shù)、水毀作用力等情況,利用大型有限元軟件Abaqus建立管道-土體作用模型,首先驗證了管道懸空案例中的極限懸空長度可達436米。然后建立徑厚比均為100:1的管道懸空的數(shù)值分析模型,模擬計算得出了徑厚比都為100:1的情況下,不同管徑的管道的極限懸空長度。最后本文研究了帶腐蝕缺陷管道的極限懸空長度情況并建立了帶腐蝕缺陷管道懸空長度的極限狀態(tài)方程。具體的完成步驟如下:(1)收集管道腐蝕的資料,確定研究的管道腐蝕坑的形狀為長方體。(2)分別建立了腐蝕坑位于懸空管道管端和位于管道跨中的模型,并且分別考慮腐蝕坑的深度、寬度、長度等因素對管道極限懸空長度的影響,繪制出深度影響極限懸空長度的曲線、寬度影響極限懸空長度的曲線、長度影響極限懸空長度的曲線、腐蝕坑影響管道最大位移的曲線。(3)結(jié)合到腐蝕坑對管道極限懸空長度的影響以及各影響因素間的關(guān)系,建立管道懸空長度的極限狀態(tài)方程。并介紹了計算失效概率及可靠度的常用方法。本文主要結(jié)論有:(1)分別建立了按成災(zāi)原因、動力介質(zhì)及發(fā)生部位、管道穿越地形、水毀機理及水毀地形、水毀規(guī)模來劃分的管道水毀識別分類表,并根據(jù)劃分結(jié)果,分析了地質(zhì)情況、降水情況、人工活動這三方面原因?qū)艿浪畾?zāi)害的影響。(2)當徑厚比為100:1且管徑大于530毫米時,管道的極限懸空長度隨管徑的增加而保持不變。(3)腐蝕坑的位置對管道極限懸空長度影響較大,且腐蝕坑在管端時影響最大。(4)帶腐蝕缺陷管道的極限懸空長度隨腐蝕深度增加而減小。(5)帶腐蝕缺陷管道的極限懸空長度隨腐蝕寬度加而減小。(6)腐蝕坑長度對管道極限懸空長度影響很小。(7)腐蝕缺陷的長度、深度、寬度對管道的最大位移影響很小。(8)建立了帶腐蝕缺陷管道的極限狀態(tài)方程、并求解可靠度。
[Abstract]:Oil and gas pipelines in China are facing the double threats of geological hazards and man-made activities. The safety of oil and gas pipelines is directly related to the safety of energy transportation in China, so the safety of pipelines is a key problem to be solved. By consulting the literature and investigating the cases of pipeline accidents at home and abroad in recent years, it is found that the geological disaster of water damage is one of the key factors threatening the safety of existing pipelines. By referring to all kinds of data and combining with the practical problems encountered in pipeline engineering, this paper first analyzes the present safety, economic and technical situation of oil and gas pipeline transportation. Then according to the investigation results of oil and gas pipelines in southwestern China, looking up the existing achievements and classifying the water damage of pipelines according to the commonly used methods, The classification table of pipeline water damage recognition is obtained according to various classification rules. Combined with the classification results of pipeline water damage, this paper further explains the cause of pipeline water damage and the action form of pipeline water damage. In addition, according to the actual cases of water destruction in Shiting reach of Deyang in Lancheng and Chongqing pipeline, which resulted in the pipeline suspended 380 meters, the paper consulted the data of pipe material, soil parameters, water damage force and so on. The finite element software Abaqus is used to establish the pipe-soil interaction model. Firstly, it is verified that the limit suspension length in the case of pipeline suspension can reach 436m. Then, a numerical analysis model for the suspension of pipes with diameter to thickness ratio of 100: 1 is established, and the maximum suspended length of pipes with different diameters is obtained when the ratio of diameter to thickness is 100: 1. Finally, the limit suspension length of the pipeline with corrosion defect is studied and the limit state equation of suspension length of the pipeline with corrosion defect is established. The specific completion steps are as follows: (1) collecting the data of pipeline corrosion, determining the shape of the corrosion pit of the pipeline studied as cuboid. (2) establishing the model of corrosion pit located at the end of suspended pipe and in the middle of pipeline span, respectively. Considering the influence of the depth, width and length of the corrosion pit on the limit suspension length of pipeline, the curve of the depth affecting the limit suspension length and the curve of width affecting the limit suspension length are drawn. The curve of the limit suspension length is affected by the length of the corrosion pit, and the curve of the maximum displacement of the pipe is affected by the corrosion pit. (3) the influence of the corrosion pit on the limit suspended length of the pipeline and the relationship between the factors affecting it, The limit state equation of pipeline suspension length is established. Common methods for calculating failure probability and reliability are also introduced. The main conclusions of this paper are as follows: (1) the classification table of pipeline water damage is established according to the cause of the disaster, the dynamic medium and the location of the disaster, the pipeline crossing terrain, the mechanism of water destruction and the water destruction terrain, and the scale of water destruction, and according to the results of the classification. The influence of geological condition, precipitation condition and artificial activity on pipeline water damage disaster is analyzed. (2) when the diameter to thickness ratio is 100: 1 and the diameter of pipe is more than 530 mm, The ultimate suspended length of pipeline remains constant with the increase of pipe diameter. (3) the location of corrosion pits has a great influence on the ultimate suspended length of pipeline. (4) the limit suspension length of pipeline with corrosion defect decreases with the increase of corrosion depth, and (5) the limit suspension length of pipeline with corrosion defect decreases with the increase of corrosion width. The length of corrosion pit has little effect on the limit suspension length of pipeline. (7) the length of corrosion defect, The depth and width have little effect on the maximum displacement of pipeline. (8) the limit state equation of pipeline with corrosion defect is established and the reliability is solved.
【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】：TE988.2

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本文編號：2310066