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Energy transfer ratio is the basic-factor affecting the level of pipe damage during the impact between dropped object and submarine pipe. For the purpose of studying energy transfer and damage mechanism of submarine pipe impacted by dropped objects, series of experiments are designed and carried out. The effective yield strength is deduced to make the quasi-static analysis more reliable, and the normal distribution of energy transfer ratio caused by lateral impact on pipes is presented by statistic analysis of experimental results based on the effective yield strength, which provides experimental and theoretical basis for the risk analysis of submarine pipe system impacted by dropped objects. Failure strains of pipe material are confirmed by comparing experimental results with finite element simulation. In addition, impact contact area and impact time are proved to be the major influence factors of energy transfer by sensitivity analysis of the finite element simulation. 相似文献
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水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况、连接锁紧工况、正常生产工况和钻完井工况下的连接性能,得出井口与采油树本体接触面作用力、VX钢圈接触应力和锁块受力情况随外部载荷的相互关系。结果表明,VX钢圈在整个过程中都能够保持良好密封,井口与采油树本体接触面未发生分离,弯矩对连接器连接性能影响很大,在额定弯矩作用时连接器部分锁块已发生弹塑性失效。 相似文献
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为解决现有深水连接器连接性能研究中力学分析建模不准确,且缺乏抗弯抗扭能力分析的问题,基于ABAQUS有限元分析软件对深水连接器进行三维模型动态仿真分析,对连接器的受力、密封性能以及在实际工程需求中不同内压下的抗弯及抗扭性能进行深入研究。结果表明:在安装及生产两种工况下,深水连接器各部件除密封环外受力均满足其强度设计要求,密封环接触表面发生合理塑性变形,满足密封要求;随着内压的增加,深水连接器的抗弯能力逐渐下降,抗扭能力则呈现增加的趋势;极限弯矩分别在0 MPa与35 MPa内压下的判定依据为密封失效,在14 MPa与52 MPa内压下的判定依据为下毂座屈服,而极限扭矩在不同内压下的判定依据均为密封失效。 相似文献
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为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。 相似文献
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海洋石油管道单点提升分析 总被引：3，自引：0，他引：3
基于管道微单元体平衡建立了海管单点提升的非线性力学模型的控制微分方程组 ,使用变弧长的无量纲代换将动边界问题化为固定边界的两点边值问题 ,利用Maple环境下编制的两点边值问题的打靶法程序得到了该问题在各个提升阶段的数值解答和在单点提升过程中管道的极限弯矩约为 0 .71q1 3(EI) 2 3。 相似文献
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在滩海油田首次进行海底注水管道的铺设、受其结构等因素的影响,其施工工艺及技术性远比海底输出管道更复杂,难度更大。本文介绍了滩海油田海底注水管道的施工工艺,并对接口内防腐技术,底拖法海管拖运技术、海上接口技术及立管吊装技术做了详细的阐述。 相似文献
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Mostafa A. Foda 《Applied Ocean Research》1985,7(2):79-84
The vertical stability of a submarine pipeline laid half-buried on the sea floor under wave action is studied. As the wave-induced lifting force acts to detach the pipe from the sea floor, mud suction resistance will be developing at pipe-soil interface, acting to hold the pipe in place. This couples the pipe equilibrium with the seabed response which is modelled as a poroelastic media, following the formulation of Biot. Conditions for pipe detachment or breakout from the sea floor are investigated for typical seawave, pipe, and seabed parameters. A general power law will describe the slow quasistatic breakout of the pipe. In the case when the forcing wave period is much shorter than the quasistatic breakout time, the response function of the coupled pipe-seabed system will involve weak nonlinear terms of higher harmonics. The possibilities for resonating the system in such case are examined by including the inertia of the pipe in the analysis. 相似文献
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三种不同管土相互作用模型在触地区立管运动模拟中的比较研究 总被引：3，自引：3，他引：0
选择恰当的管土相互作用模型,对于准确描述海洋悬链线立管在触地区的动力响应至关重要。首先总结分析了国内外已有的三类典型管土作用模型,并基于三种模型计算模拟了触地区管道的竖向运动过程,计算结果与试验数据进行了对比验证。选用的三类模型均包括四个管土作用状态,即未接触、初始贯入、上拔和再贯入。研究发现:RQ模型对管道远端管道埋深的预测结果远比试验值小,明显低估了管道的触地区范围;AB模型可以考虑管道的开槽效应,但对于土体强度弱化估算不准,预测的管道埋深远低于试验值;ABY模型能够考虑土体强度的循环弱化,但在模拟管土相互作用时会严重低估土体的强度,预测的管道远端的埋深远大于试验值,这可能导致对管道疲劳寿命的估计错误,需对其进行必要的修正。 相似文献
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The dynamic analysis of a pipe system is one of the most crucial problems for the entire mining system.A discrete element method(DEM)is proposed for the analysis of a deep-ocean mining pipe system,including the lift pipe,pump,buffer and flexible hose.By the discrete element method,the pipe is divided into some rigid elements that are linked by flexible connectors.First,two examples representing static analysis and dynamic analysis respectively are given to show that the DEM model is feasible.Then the three-dimensional DEM model is used for dynamic analysis of the mining pipe system.The dynamic motions of the entire mining pipe system under different work conditions are discussed.Some suggestions are made for the actual operation of deep-ocean mining systems. 相似文献
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深海腐蚀检测用水密电子舱设计 总被引：1，自引：0，他引：1
设计了一种可在300 m 水深条件下进行腐蚀电化学在线检测作业的水密电子舱, 它主要由耐压水密壳体以及集成在壳体外部的插接件式电极系统和多孔屏蔽罩组成。耐压壳体由圆柱形筒体和加强型平盖构成, 满足设计条件下的强度、密封、防腐要求。三电极系统采用水密接插件式设计, 安装在加强型平盖上; 电极系统与外部多孔罩组成开放屏蔽式电解池, 可在水下进行在线电化学测试。 相似文献
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随着近海渔业的枯竭,海洋养殖业逐渐向深远海发展,但深远海养殖易受极端天气影响,本文基于海洋采油平台设计了一种八边形单元升降式网箱,为降低极端天气对养殖效益的影响提供了可能。针对单元升降式网箱结构安全性问题,本文基于ANSYS/Mechanical建立了单个单元网箱和四单元网箱在水面和水下两种状态的分析模型,通过相位角搜索程序确定不同状态下的工况,最终计算出两组网箱在两种状态下的应力和变形情况,完成对网箱强度的校核。仿真计算结果表明：单元升降式网箱可以通过下降到水面以下的方式有效应对极端天气;支撑桩腿与套筒之间的连接处是单元升降式网箱的结构薄弱处。单元升降式网箱为模块化、高效益化、灵活化深海养殖提供了一种解决方案。 相似文献
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Water hammer occurs whenever the fluid velocity in vertical lifting pipe systems for deep-sea mining suddenly changes. In this work, the shock wave was proven to play an important role in changing pressures and periods, and mathematical and numerical modeling technology was presented for simulated transient pressure in the abnormal pump operation. As volume concentrations were taken into account of shock wave speed, the experiment results about the pressure-time history, discharge-time history and period for the lifting pipe system showed that: as its concentrations rose up, the maximum transient pressure went down, so did its discharges; when its volume concentrations increased gradually, the period numbers of pressure decay were getting less and less, and the corresponding shock wave speed decreased. These results have highly coincided with simulation results. The conclusions are important to design lifting transporting system to prevent water hammer in order to avoid potentially devastating consequences, such as damage to components and equipment and risks to personnel. 相似文献
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基于WebGIS的城市地下管线信息系统的建立 总被引：1，自引：0，他引：1
城市地下管线是城市的重要基础设施，传统单机模式的城市地下管线信息系统已经不能满足城市管理的需求，随着城市生活的日益复杂化，城市地下管线信息系统功能的改进势在必行。针对上述问题，以北京市为例，基于B／S架构，以AreGIS Server和．Net为核心技术开发WebGIS，建立了网络化的地下管线信息系统。建成的北京数字市政地下管线信息系统在满足大众化和网络化需求的同时，其采用AreGIS Server技术开发WebGIS的方式，能够充分发挥ArcObjects强大的网络分析和空间分析功能，可为综合决策提供全面、准确的信息依据。 相似文献
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深海油气田水下生产系统装备之间的精准连接是国际公认的技术难题,对接一般通过深海连接器完成。弹性夹头是水下连接器的重要组成部分,其性能关系到海洋油气生产系统的安全性和可靠性。弹性夹头的主要作用是在水下机器人的辅助下连接和锁紧连接器的固定端和移动端。采用ABAQUS软件的显式动力学分析模块计算夹头夹紧心轴这一过程中的应力、反作用力状态。三维模型仿真结果表明,锁紧过程中弹性夹头的最大应力不超过430 MPa,小于所选取的材料屈服强度480 MPa。采用正交试验和方差分析的方法研究夹头的长度、夹头与心轴的间隙等几个关键尺寸从而分析影响夹头应力和连接所需推力的最显著因素。对夹头的结构进行优化设计,同时也为夹头心轴结构的设计提供了理论依据。最后,通过试验研究对样机进行测试,测试结果表明,夹紧动作所需的最大推力在700 N以下。 相似文献
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对安装在海上风电钢管桩基础上的升降式网箱结构的波浪场特性进行研究,掌握升降式网箱结构内部及结构后方水体的运动特征及速度场变化情况。基于OpenFOAM软件包开发了波、流与孔隙介质结构相互作用的数值计算模型,将网箱结构按等效阻力简化为多孔介质结构,开展升降式网箱结构的波浪场特性研究。研究结果表明：网箱结构对流体具有一定的阻流作用,网箱结构内部速度场得到一定程度的减小,网箱结构背浪侧也有一定的速度衰减区域;对比网箱结构顶部不同潜深条件下的网箱结构内部流场特征,网箱结构顶部潜深在1/4D~1/2D（D为水深）范围内网箱结构内部流场速度最小、流场最为稳定、速度分布均匀,网箱结构向浪侧前方和背浪侧后方流场波动较小。所得结论表明在钢管桩基础上安装升降式网箱结构时需要关注的网箱结构对流场特性的影响,充分考虑网箱结构阻力对流速的作用,掌握极端工况下升降式网箱结构保持优良养殖环境需要下潜的高度范围,以保障升降式网箱的安全。 相似文献
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线弹性土壤中埋设悬跨管道的弯曲和振动特性 总被引：1，自引：0，他引：1
利用细长梁小挠度理论,研究给出了两端埋设在线弹性土壤中的悬跨段管道和埋设段管道在自重作用下的变形和内力公式。基于静挠度公式,用能量法给出了第一阶弯曲振动的固有频率公式。讨论了不同土壤刚度条件下悬跨段管道的变形和内力特征,以及第一阶弯曲振动固有频率,并和工程上推荐使用的简支梁和两端固支梁的静动态特性进行比较。研究表明在跨度大、土壤刚度大、管道弯曲刚度较小时无量纲土壤刚度系数较大,埋设段管道对悬跨段管道的刚度约束比较大,悬跨段管道可以近似按两端固支梁模型来模拟;反之,只有在土壤刚度系数较小的几个参数点上,悬跨管道的静动力特性等价于简支梁模型。 相似文献
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海上复杂地质条件下大直径钢管桩时效性试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
通过对3根海上复杂地质条件下的大直径钢管桩采取高应变初打与不同休止时间复打相结合的试验方法,得到不同休止时间钢管桩承载力、侧阻力及端阻力大小,以此对不同桩侧土及持力层对钢管桩时效性的影响进行了研究。研究结果表明:1)钢管桩承载力时效性现象明显,且随时间增长迅速; 2)钢管桩侧阻力的恢复系数远大于端阻力; 3)桩侧黏性土强度的恢复是钢管桩侧阻力增加的主要原因; 4)砂土层虽提供的侧阻力较大,但其对侧阻力增长的贡献不如黏性土; 5)持力层越硬,端阻力与承载力的恢复性越差。 相似文献