海底管线管分析 |
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海底管线是海上油气田的生命线，海洋油田油、气、水的集输、贮运，多是通过海底管线来完成，海底管线把海上油田的整个生产密切的联系起来。但是，由于海底环境的复杂多变，在经过一段时间的服役后，管线的工作状态发生变化，经过海流的冲刷以及海洋环境的综合作用易形成管跨，从而影响管线的使用寿命。这时就要演算其在设计基准期内的剩余时间里，还能否完成预定的功能。即结构是否发生破坏，是否需要维修，以及做出维修决策的依据等，这些都还是一个新生领域，需要进一步的研究。首先，本文以海底管线悬跨段为研究对象，阐述了当管外流体流经管跨时产生涡激振动的机理及其相关影响参数，推导了海底管线悬跨段在管外环境载荷作用下和管内流体流动状态下的振动微分方程，考察了不考虑阻尼和考虑阻尼两种情况下海底管线悬跨段的动力特性，并以不发生涡激振动为控制条件，推导出海底管线允许悬跨长度。通过一个具体实例的计算结果表明：在相同的条件下，考虑阻尼的海底管线允许悬跨长度低于不考虑阻尼的海底管线允许悬跨长度，但差别不大：管线允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小，随着轴向拉力的增加而加大。其次，悬跨形成以后，海底管线在波浪力的颤振情况下，易发生疲劳破坏。因此，本文采用可靠性分析方法，充分考虑结构的经济性和风险性等因素，采用模糊化的方法，得到海底管线需要进行维修时的临界安全系数，再根据其在不同环境载荷条件下的不同失效模式反演确定出各自情况下的目标可靠度指标。根据疲劳破坏失效模式，对其进行了疲劳可靠度分析，并根据该失效模式的目标可靠度指标进行评估，得到了悬跨海底管线发生疲劳破坏的极限跨长。对工程实际有一定的参考价值。
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| 责任编辑： 整理时间：2009-8-8 17:04:47 |
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