基于管土耦合作用的海底管道稳定性分析研究  被引量:7

The Study of Stability of Pipeline Based on Coupling Effect of Soil and Pipeline

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作  者:刘晓峰[1] 杨树耕[1] 王晗[1] 徐蒙[1] 

机构地区:[1]天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072

出  处:《中国海洋平台》2016年第4期52-58,65,共8页China offshore Platform

基  金:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046802)

摘  要:海底管道作为水下油气运输系统中重要的组成部分,其稳定性研究尤为重要。通过有限元软件ABAQUS,模拟铺设后未运行以及输送石油过程中的海床-管道耦合作用系统。通过对土体进行初始的应力平衡、管道自重戴荷分析、管道-土体相互接触作用分析、内压载荷分析、水平屈曲分析,分别计算管道在铺设完成后及实际运行过程中的位移及应力。计算结果表明,管道运行中的温度差和压力差引起的大变形是导致管道失效的最主要原因。同时通过对比研究可知,海床土体的相关参数对管线发生屈曲变形都有不同程度的影响,影响的强弱程度取决于土体的刚度以及土体对管道水平向的抗力作用。As an important component of the offshore oil and gas transportation system, submarine pipeline's stability plays a critical role in production system. Through finite element software ABAQUS, a seabed soil-pipe coupling system model was established in operation condition and out of service . Through balancing the seabed soil in-situ stress, analyzing self- loading of pipeline, setting seabed soil-pipe contact, studying internal pressure of pipeline, re- searching Pipeline buckling, displacement distribution and stress distribution can be calculated in operation condition and out of service. The analysis results show, large deformation caused by temperature difference and pressure difference is the most important reason of failure situa- tions of pipeline. At the same time, by comparing the simulation research, we can conclude that The parameters of the seabed soil, makes a difference on the Buckling of pipe differing in degree. The size of the effect depends on stiffness of the seabed soil and lateral soil resistance acting on the pipeline.

关 键 词:海底管道 海床土体 水平屈曲 稳定性 管土耦合 

分 类 号:P75[天文地球—海洋科学]

 

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