高温高压下深海双层管道整体热屈曲机理研究

发布时间：2023-04-08 18:08

　　随着人类社会对石油能源需求的日益加大,从陆地走向海洋已经成为人类最重要的选择。海洋石油开采力度逐渐加大,便捷高效的深海输油管道的地位也越发重要,而目前缺乏对深海双层管道(PIP管道)整体热屈曲的分析,其中最主要的影响因素为双层管道不均匀温度场,深海高压和管道初始缺陷。本文主要针对这三方面的影响因素展开有限元分析,与已有理论研究和试验研究进行对比分析,主要研究工作如下:1、利用FLUENT软件模拟原油在不同保温介质作用下沿程温度变化,通过控制保温层厚度并结合工程实际,得到更为准确的双层管道的不均匀温度场,并利用ABAQUS软件对保温介质的结构作用进行有限元研究,得到了保温介质在双层管道屈曲过程中几乎没有结构影响的结论,有利于简化双层管道屈曲的有限元分析。2、利用ABAQUS软件以及上一章得到的双层管道不均匀温度场,通过引入ITT单元建立双层管道有限元分析模型,研究深海不同程度高压下的双层管道温度效应,分析管道的轴向应力和轴向位移,得到双层管道在不同的高压场中的管道温度效应分布规律。通过引入不同初始缺陷,研究双层管道侧向屈曲,进行参数化分析来研究不同程度的初始缺陷对管道运营的影响规律。3、...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双层管道保温介质的温度和结构作用研究现状
        1.2.2 深海高压和初始缺陷影响下的双层管道屈曲研究现状
        1.2.3 双层管道的侧向屈曲动态响应研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 双层管道保温介质的温度和结构作用研究
    2.1 双层管道不均匀温度场数值模拟研究
        2.1.1 数值模型建立
        2.1.2 单层管道与双层管道温度场对比分析
        2.1.3 参数化分析
        2.1.4 数值模拟结果与理论计算结果对比
    2.2 保温介质结构作用分析
        2.2.1 模型建立
        2.2.2 边界条件选取方法
        2.2.3 数值模拟计算结果分析
    2.3 本章小结
第3章 深海高压和初始缺陷影响下的双层管道整体屈曲分析
    3.1 深海高压环境中双层管道温度效应分析
        3.1.1 双层管道不均匀温度场轴向力分析
        3.1.2 双层管道不均匀温度场轴向位移分析
    3.2 包含初始缺陷的双层管道温度效应分析
        3.2.1 数值模型建立
        3.2.2 参数化分析
        3.2.5 试验验证
    3.3 本章小结
第4章 双层管道侧向屈曲过程中动态效应研究
    4.1 双层管道动态效应数值模型建立
        4.1.1 模型参数选取
        4.1.2 模型验证
    4.2 不同参数影响下管道动态效应结果分析
        4.2.1 内管径厚比影响分析
        4.2.2 初始缺陷影响分析
        4.2.3 管土作用影响分析
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3786233