基于塑性基础弦模型的海底管道受撞击损伤机理研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:onepiece_bing
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海底管道是海洋油气田生产过程中输送海洋油气的生命线。当海底管道作业时,存在着大量的由第三方活动造成的偶然载荷对海底管道撞击进而造成海底管道凹陷变形的现象。由于其运营环境的特殊性,海底管道一旦因为受撞击凹陷变形导致管道发生泄露或破损,将会对海上油气田的生产以及海洋环境的安全造成巨大影响。因此准确预测海底管道受撞击损伤机理,对于保障海底管道的安全性具有重大意义。针对海底管道受撞击损伤理论分析的研究,本文基于塑性基础弦模型,将海底管道凹陷变形分为了环向变形以及线向变形,通过虚位移原理得到了能量平衡方程,建立了海底管道在内外压差影响下的凹陷模型,求解得到了在管道两端旋转受约束以及管道两端可自由旋转两种边界条件下,考虑内外压差及轴向力作用的撞击力与凹陷深度的关系式,对海底管道遭受撞击后撞击力与凹陷深度的响应特性进行了预测。并将得到的结果与两种经验公式以及有限元模型计算结果进行验证。最后,对本文求解所得的关系式中的相关影响参数进行了分析,得到了内外压差以及径厚比对海底管道遭受撞击后撞击力与凹陷深度响应特性的影响,为海底管道的制造以及安全评估提供了较好的参考。
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