海底管道在位穩(wěn)定性研究.pdf

1、海底管道是海上油氣田開發(fā)生產系統(tǒng)的主要組成部分，在海洋油氣資源的開發(fā)中發(fā)揮著重大作用，被喻為海上油氣田的“生命線”。海底管道的安全高效運行是油氣田正常生產的重要保證。為保證海底管道的安全運行,最大程度地避免海底管道失效事故的發(fā)生,海底管道服役期運行結構安全成為各大國際石油公司關注的焦點。
　　隨著油氣田開發(fā)水深的不斷增加，深水海底管道面臨諸多新的挑戰(zhàn)，本文推導了深水管道沉降量計算公式，采用鋪管時管道沉降的計算方法，研究了管道沉降理

2、論計算方法與數值模擬方法的關系，并在此基礎上給出了管-土相互作用摩阻力曲線。推導了豎向和水平向熱屈曲的解析解，采用海底管道豎向和水平向熱屈曲的有限元方法，研究了解析解法和數值模擬法的區(qū)別與聯系。闡述了豎向和水平向熱屈曲的防護措施，分析了壓塊保護法和枕木法控制管道豎向和水平向熱屈曲的機理，并結合工程實例，驗證了兩種防護方法的實施效果。提出基于ARVM模型的滑坡分析方法，設計了混凝土聯鎖排以防護海底沖刷，并結合工程實例進行了分析。本文闡述了

3、海底管道常用的檢測與維修方法及適用范圍，并結合具體工程實例給出了海底管道檢測與維修的過程與步驟。通過研究得到以下結論：
　?。?）管道直徑和管重對沉降量的影響較大，管道沉降與管徑成反比，與管重成正比；土體不排水抗剪強度對管道沉降的影響也不可忽視，隨著土體強度的增加，管道沉降量呈指數衰減。當土體強度達到2.0kPa時，管道沉降量趨于一致。該結果與幾內亞灣和安哥拉海域實際工程經驗和現場實際觀測數據相符。
　?。?）無論是豎向熱屈

4、曲還是水平向熱屈曲，屈曲變形都是基于管道的幾何初始缺陷發(fā)展而來，且在管道中點處軸向應力（應變）和軸力最大；相比于有限元的模擬結果，解析解計算得到管道發(fā)生熱屈曲的屈曲溫差較大，二者最大相差20％。
　　（3）枕木防護技術中，管道初始水平向位移越大，管道的臨界屈曲荷載越低，且隨著管道初始水平向位移的增大，管道壁厚對臨界屈曲荷載的影響逐漸減弱。相同壁厚條件下隨著雙枕木間隔的增大，管道的臨界屈曲荷載逐漸降低，降低幅度較均勻。
　　（

5、4）ARVM模型能實現邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)量化計算，在計算時模型采用的計算內核不同，所得預測結果的準確性也不同，且需先進行先導計算以確定最優(yōu)超參數值；混凝土聯鎖排排首處塊體的水流環(huán)境最為復雜，排首逆水面水流動態(tài)壓力最大，容易產生掀起，邊緣排體應適當增加厚度或增加流線設計，降低水流的沖擊力度。
　　（5）結合工程實例，詳述了管道內檢及外檢的實用方法，依據管道監(jiān)測結果對管道破損類型進行劃分，建立了以破損類型為判斷指標的管道破損程度分類方法，