在役海洋石油平台立管极限载荷研究
发布时间：2021-01-15 23:21
海洋立管作为海面平台和海底油井联系的唯一通道,在内部介质和外部环境的共同作用下容易发生失效,造成严重的经济损失和环境破坏。随着海洋立管服役时间的增加,不可避免的会出现一些缺陷,主要以腐蚀缺陷为主,腐蚀缺陷对海洋立管的运行存在一定的安全隐患。为保障海洋石油平台的安全运行,对含腐蚀缺陷海洋立管的极限载荷进行研究很有必要。首先介绍造成海洋立管腐蚀的原因以及立管在环境中受到的各种载荷,其次对国内外在腐蚀管道评估方面研究的现状进行对比说明。然后建立有限元分析模型,考虑了模型的几何非线性和材料非线性,应用有限元方法对腐蚀缺陷海洋立管的极限载荷进行数值分析。对单个缺陷下的极限载荷,极限载荷随着腐蚀缺陷的长度的增加而减小,当腐蚀缺陷达到一定的长度后,极限载荷不再随缺陷长度尺寸的增加而减小。把有限元分析的结果和一些评价标准的计算结果进行比较,表明了用有限元分析得到的结果具有较高的准确性,评估标准存在一定的保守性。对于轴向相互作用的腐蚀缺陷,两缺陷间的距离较小时,对极限载荷的影响非常大,随着缺陷间距离的增大,其相互影响开始减小,当两缺陷间的距离达到一定值时,可以按照相互独立的两缺陷处理。对于周向相互作用的...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
目录
摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 评价标准的发展
1.2.2 国外学者所作的研究工作
1.2.3 国内学者所作的研究工作
1.3 课题研究目标、研究内容
第2章 海洋立管载荷分析及评价标准
2.1 海洋立管腐蚀原因
2.2 海洋立管承受的载荷
2.2.1 波浪载荷
2.2.2 海流载荷
2.2.3 风载荷
2.2.4 海冰载荷
2.3 海洋立管极限载荷评价标准
2.3.1 DNV-RP-F101
2.3.2 ASME B-31G
2.3.3 GB/T 19624-2004
2.3.4 SY/T6151-2009
2.4 本章小结
第3章 单个缺陷极限载荷的数值分析
3.1 ANSYS软件简介和使用方法
3.1.1 用ANSYS进行有限元分析的步骤
3.2 非线性有限元介绍
3.2.1 几何非线性
3.2.2 材料非线性
3.3 有限元模型的建立
3.4 失效准则和极限载荷的预测
3.5 实例分析
3.5.1 模型的建立
3.5.2 网格的划分及边界条件
3.5.3 管道极限载荷分析
3.6 结果分析及比较
3.6.1 腐蚀长度对极限载荷的影响
3.6.2 腐蚀深度对极限载荷的影响
3.6.3 腐蚀宽度对极限载荷的影响
3.7 本章小结
第4章 相互作用缺陷极限载荷的数值分析
4.1 相互作用缺陷极限载荷理论分析
4.2 相互作用缺陷有限元分析
4.2.1 有限元模型建立及网格划分
4.2.2 边界条件及载荷施加
4.2.3 极限载荷的数值分析及失效准则
4.3 计算结果
4.3.1 轴向作用的相邻腐蚀缺陷的极限载荷
4.3.2 轴向作用缺陷合并后管道的极限载荷
4.3.3 周向作用的相邻腐蚀缺陷的极限载荷
4.4 本章小结
第5章 海洋立管缺陷评估系统
5.1 软件系统的设计
5.1.1 程序目标
5.1.2 开发平台介绍
5.1.3 数据库介绍
5.1.4 软件系统整体构件
5.2 软件窗体及功能介绍
5.2.1 主界面窗体
5.2.2 用户管理模块
5.2.3 数据管理模块
5.2.4 评估报告
5.3 软件应用及实例分析
5.3.1 软件应用
5.3.2 实例分析
5.4 本章小结
结论及展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
附录B 在役海洋立管缺陷评估报告
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同级别腐蚀管道剩余强度评估方法对比研究[J]. 王翔,赵东风. 腐蚀科学与防护技术. 2013(01)
[2]内压作用下含双外凹坑缺陷压力管道的评定方法研究[J]. 金仁良,周昌玉,王波,彭剑. 压力容器. 2012(01)
[3]新版ASME B31G—2009管道剩余强度评价标准先进性分析[J]. 马彬,帅健,李晓魁,王俊强,冯庆东. 天然气工业. 2011(08)
[4]A vortex induced vibration of marine riser in waves[J]. LOU Min 1 ,DONG Wenyi 2,GUO Haiyan 3 1 College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(East China) ,Dongying 257061,China 2 Offshore Oil Engineering(Qingdao) Company Limited,Qingdao 266520,China 3 College of Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266071,China. Acta Oceanologica Sinica. 2011(04)
[5]含凹陷管道的完整性评价[J]. 焦中良,帅健. 西南石油大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]API579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度[J]. 高松巍,邵娜,杨理践. 沈阳工业大学学报. 2011(03)
[7]基于ANSYS的双点腐蚀缺陷管道剩余强度评价[J]. 洪来凤,孙铁,赵志海. 油气储运. 2010(12)
[8]腐蚀海底管道剩余强度的可靠性评估方法研究[J]. 任慧龙,李陈峰,夏雪. 船海工程. 2009(05)
[9]GA-BP人工神经网络应用于海底腐蚀管道极限承载力的研究[J]. 李昕,王原嵩,陈严飞. 中国海洋平台. 2009(04)
[10]油气井生产中的腐蚀与防护[J]. 廖作才,林报钦,张继春. 商品储运与养护. 2008(06)
硕士论文
[1]渤海湾浅海海洋平台动力分析及优化设计[D]. 杨凤军.中国石油大学 2011
[2]海洋工程防腐系统数值模拟优化设计技术研究[D]. 何其昀.大连理工大学 2009
[3]双腐蚀缺陷海底管道的有限元分析研究[D]. 顾孜昌.大连理工大学 2009
[4]海洋立管风险评价与安全措施研究[D]. 宋青武.天津大学 2009
[5]腐蚀海底管道的可靠性评估[D]. 夏雪.哈尔滨工程大学 2009
[6]基于SINTAP方法的海底管道安全评定[D]. 刘明亮.天津大学 2006
[7]海洋立管在非线性波浪载荷下的极值响应研究[D]. 邓合霞.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：2979691
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
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目录
摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 评价标准的发展
1.2.2 国外学者所作的研究工作
1.2.3 国内学者所作的研究工作
1.3 课题研究目标、研究内容
第2章 海洋立管载荷分析及评价标准
2.1 海洋立管腐蚀原因
2.2 海洋立管承受的载荷
2.2.1 波浪载荷
2.2.2 海流载荷
2.2.3 风载荷
2.2.4 海冰载荷
2.3 海洋立管极限载荷评价标准
2.3.1 DNV-RP-F101
2.3.2 ASME B-31G
2.3.3 GB/T 19624-2004
2.3.4 SY/T6151-2009
2.4 本章小结
第3章 单个缺陷极限载荷的数值分析
3.1 ANSYS软件简介和使用方法
3.1.1 用ANSYS进行有限元分析的步骤
3.2 非线性有限元介绍
3.2.1 几何非线性
3.2.2 材料非线性
3.3 有限元模型的建立
3.4 失效准则和极限载荷的预测
3.5 实例分析
3.5.1 模型的建立
3.5.2 网格的划分及边界条件
3.5.3 管道极限载荷分析
3.6 结果分析及比较
3.6.1 腐蚀长度对极限载荷的影响
3.6.2 腐蚀深度对极限载荷的影响
3.6.3 腐蚀宽度对极限载荷的影响
3.7 本章小结
第4章 相互作用缺陷极限载荷的数值分析
4.1 相互作用缺陷极限载荷理论分析
4.2 相互作用缺陷有限元分析
4.2.1 有限元模型建立及网格划分
4.2.2 边界条件及载荷施加
4.2.3 极限载荷的数值分析及失效准则
4.3 计算结果
4.3.1 轴向作用的相邻腐蚀缺陷的极限载荷
4.3.2 轴向作用缺陷合并后管道的极限载荷
4.3.3 周向作用的相邻腐蚀缺陷的极限载荷
4.4 本章小结
第5章 海洋立管缺陷评估系统
5.1 软件系统的设计
5.1.1 程序目标
5.1.2 开发平台介绍
5.1.3 数据库介绍
5.1.4 软件系统整体构件
5.2 软件窗体及功能介绍
5.2.1 主界面窗体
5.2.2 用户管理模块
5.2.3 数据管理模块
5.2.4 评估报告
5.3 软件应用及实例分析
5.3.1 软件应用
5.3.2 实例分析
5.4 本章小结
结论及展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
附录B 在役海洋立管缺陷评估报告
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同级别腐蚀管道剩余强度评估方法对比研究[J]. 王翔,赵东风. 腐蚀科学与防护技术. 2013(01)
[2]内压作用下含双外凹坑缺陷压力管道的评定方法研究[J]. 金仁良,周昌玉,王波,彭剑. 压力容器. 2012(01)
[3]新版ASME B31G—2009管道剩余强度评价标准先进性分析[J]. 马彬,帅健,李晓魁,王俊强,冯庆东. 天然气工业. 2011(08)
[4]A vortex induced vibration of marine riser in waves[J]. LOU Min 1 ,DONG Wenyi 2,GUO Haiyan 3 1 College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(East China) ,Dongying 257061,China 2 Offshore Oil Engineering(Qingdao) Company Limited,Qingdao 266520,China 3 College of Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266071,China. Acta Oceanologica Sinica. 2011(04)
[5]含凹陷管道的完整性评价[J]. 焦中良,帅健. 西南石油大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]API579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度[J]. 高松巍,邵娜,杨理践. 沈阳工业大学学报. 2011(03)
[7]基于ANSYS的双点腐蚀缺陷管道剩余强度评价[J]. 洪来凤,孙铁,赵志海. 油气储运. 2010(12)
[8]腐蚀海底管道剩余强度的可靠性评估方法研究[J]. 任慧龙,李陈峰,夏雪. 船海工程. 2009(05)
[9]GA-BP人工神经网络应用于海底腐蚀管道极限承载力的研究[J]. 李昕,王原嵩,陈严飞. 中国海洋平台. 2009(04)
[10]油气井生产中的腐蚀与防护[J]. 廖作才,林报钦,张继春. 商品储运与养护. 2008(06)
硕士论文
[1]渤海湾浅海海洋平台动力分析及优化设计[D]. 杨凤军.中国石油大学 2011
[2]海洋工程防腐系统数值模拟优化设计技术研究[D]. 何其昀.大连理工大学 2009
[3]双腐蚀缺陷海底管道的有限元分析研究[D]. 顾孜昌.大连理工大学 2009
[4]海洋立管风险评价与安全措施研究[D]. 宋青武.天津大学 2009
[5]腐蚀海底管道的可靠性评估[D]. 夏雪.哈尔滨工程大学 2009
[6]基于SINTAP方法的海底管道安全评定[D]. 刘明亮.天津大学 2006
[7]海洋立管在非线性波浪载荷下的极值响应研究[D]. 邓合霞.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：2979691
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2979691.html
