海底管道的可靠性设计方法及施工程序编制

摘要

海底管道是海上油气运输中最主要的,也是最快捷、经济、可靠的方式.自1954年在美国的墨西哥湾铺设的第一条海底管道以来,在世界各近海海域成功地铺设了无数条各种类型、各种管径的海底管道.将海底管道作为海洋油气的输送方式已越来越普遍.一直以来,国内大多数海底管道都是根据DnV1981(旧规范)规范进行设计,并采用OFFPIPE(1996)软件进行管道施工分析.随着海底管道建设事业的发展,海底管道的设计规范、内外检测技术、施工技术和与海底管道设计施工相关的各类分析软件也相应得到了发展.国内的海底管线将逐步采用极限状态设计标准DnV OS F101规范(新规范)取代旧规范进行设计.该文总结了国内外在海底管道设计、施工、安装、检测等方面的最新研究状况;归纳了海底管道设计、施工中所应用的基本理论以及海底管道强度设计的方法和步骤;分析了DnV OS F101中管道强度设计的有关规定,并与DnV1981规范作对比分析;并根据新规范,采用基于可靠度的分析方法,对按旧规范设计的服役多年的旧管线的安全性进行了评估.《海底管道铺设分析系统SPLAS》(2000版)是浙江大学结构工程研究所在2000年根据DnV1981规范开发的具有自主知识产权的管线施工分析程序,随着新规范的发布,需对该程序进行修改和完善.该文在原程序基础上,增加了波浪理论和船舶运动理论计算模块,使程序能根据要求选择合适的波浪理论进行计算,并输出船舶在波浪中的运动方程.此外,通过读取OFFPIPE软件计算结果数据文件,程序能对管线铺设时的内力和应力应变,按新版规范进行校核,并输出校核结果.使OFFPIPE(1996)软件能适应新规范的要求.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2海底管道的分类

1.3海底管道的国内外发展和研究现状

1.4本文的主要研究内容

第二章海底管道设计和施工基本理论

2.1引言

2.2结构可靠度理论

2.3作用在管道上的波浪力及波浪理论

2.4船舶运动理论

2.5本章小结

第三章基于极限状态的海底管道可靠性设计方法

3.1引言

3.2基于极限状态的海底管道可靠性设计的基本规定

3.3基于极限状态的海底管道强度设计

3.4管线安装阶段的应力应变分析

3.5海底管道的抗震设计

3.6本章小结

第四章基于可靠度的旧有海底管道安全性评估

4.1引言

4.2工程背景

4.3管线腐蚀量的评估

4.4有限元计算

4.5基于可靠度的管线等效内压计算

4.6管道腐蚀试验及试压值的确定

4.7本章小结

第五章海底管道铺设分析系统的扩展

5.1程序设计

5.2浮式施工分析程序简介

5.3 OFFPIPE软件计算结果校核分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1本文的研究成果及结论

6.2本文的不足与展望

参考文献

致谢

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