埕岛油田悬空海底管线受力特性研究

摘要

作为海洋油气的生命线，海底管道所处的海洋环境十分复杂。管道的悬空对海洋油气的开发和生产影响巨大。而埕岛油田部分海底管道悬空裸露十分严重，带来重大安全隐患，因而有必要研究悬空管道的受力特性，确定其极限悬空长度。 本文主要以埕岛油田平管悬空段为研究对象，分析其受力特点。采用有限元软件，将悬空管道两端边界条件简化为简支和固支约束，进行了模态分析，同时分析了不同波流状态不同悬空长度以及各种管径的悬空管道受力特点；分析了管土约束段的影响，将不同土壤的本构模型下管土相互作用力的结果与DNV规范进行了对比；在考虑非线性土壤条件下，分析了管道在波流联合作用，地震荷载以及水下爆炸荷载下的受力特点；运用了ANSYS Fluent软件分析二维圆柱绕流，比较了不同的间隙比和底床模型对升阻力系数的影响，在此基础上建立了管道、土壤和流体三维数值模型，考虑流固耦合情况下的海底悬空管道受力特点；最后编写了管道极限悬空长度的计算软件，并分析了不同参数对管道极限悬空长度的影响，考虑管土约束段时得到的极限悬空长度更加符合工程实际，同时为悬空管道的治理提供了合理参考。

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第一章 绪 论