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近岸海底管线在波浪作用下的受力情况关系着海底管线的安全运营。本文利用波浪港池物理模型试验,研究了斜向规则波作用下海底管线断面和管线沿程波浪力特性,分析了波浪入射方向与管线轴线夹角α及波浪要素对海底管线所受波浪力的影响,探讨了管线冲刷与所受波浪力之间的关系。试验结果表明:管线水平力在α=60°时达到最大,而上升力在α=45°时达到最大,并且从力的大小来看水平力比上升力大。随着角度增大,管线压力沿程变化幅度先增大再减小,α在60°时管线上游端压力最大;在45°时管线压力沿程变化呈波浪型,从上游往下游增减交替变化。随着冲刷的发展,管线下方受力最大值逐渐增大,管线前后方压力差值也逐渐增大。 相似文献
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海底管线是海洋油气输运系统的重要组成成分,其稳定性和安全性尤为重要。通过有限元软件ABAQUS,应用Mohr-Coulomb模型,模拟海底裸置与埋置管线自沉过程。通过平衡初始地应力,设置管土接触,考虑重力和浮力作用,进行土体固结分析,计算裸置与埋置管线的土体与管线竖直位移,并进行管线悬跨研究。计算结果显示,对于裸置管线,参数的改变使土体更容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量更大;对于埋置管线,当管线埋深较浅、管线上方土体重量不大时,参数的改变使管线平均密度与周围土体密度相差越大土体越容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量越大。当管线悬空时,悬跨长度过大易使管线两端支撑土体被压溃,管线易产生大变形而失稳,因此在管线安装与维护过程中,一定要采取措施降低悬跨长度,保证管线运营安全。 相似文献
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波浪作用下孔隙海床-管线动力相互作用分析 总被引：1，自引：0，他引：1
波浪作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而,在目前的海床响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线之间的相互作用效应,同时也没有考虑土体和管线加速度对海床动力响应的惯性影响,从而无法确定由此所引起的管线内应力。为此考虑管线的柔性,分别采用饱和孔隙介质的Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出了海床与管线的控制方程,进而采用摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,基于有限元方法建立了海床-管线相互作用的计算模型及其数值算法。通过变动参数对比计算讨论了管线几何尺寸、海床土性参数对波浪所引起的管线周围海床孔隙水压力和管线内应力的影响。 相似文献
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海底管线检修潜水器主要依靠管线探测系统给出的管线位置信息完成水下自动跟踪巡线、定位和作业。针对管线探测系统信息不佳甚至丢失问题 ,建立了基于扩展卡尔曼滤波的信息重构算法 ,通过对来自管线探测系统、惯导和GPS系统以及管线位置历史数据库的信息进行融合 ,不仅提高了管线位置信息的稳定性 ,而且可以在管线探测系统信息丢失的情况下短时间内重构管线位置信息 ,供自动控制系统使用。运用该算法进行了计算机仿真和自航模试验 ,试验结果验证了该算法的有效性 相似文献
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基于GIS的城市地下管线空间分析模型的建立与实现 总被引：18，自引：0，他引：18
为提高城市地下管线的管理水平，利用地理信息系统技术(GIS)的空间分析功能，首先在分析地下管线的的实体-关系模型(E-R模型)的基础上，根据GIS空间分析的特点，提出了基于空间分析的城市地下管线的数据库结构；其次，根据城市管线规划、管理和施工的需要，建立了城市地下管线的纵断面、横断面、最佳路径、地下管线三维分析等几种空间分析模型，并对各种模型的表示内容和实现方法进行了阐述．从而实现了城市地下管线的可视化和动态化管理。该模型在青岛市综合地下管线管理系统应用后，提高了青岛市的城市规划和管线管理水平，促进了各个专业管线管理单位信息化和数字化进程。 相似文献
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本文介绍了海底管线挖沟设备的历史及其发展情况和发展方向,对各种挖沟设备的性能和优缺点进行了评述,并结合渤海石油海上工程公司所进行的海底管线挖沟作业实例,论述了海底管线挖沟和埋设的具体方法。本文还讨论了挖沟对海底管线受力的影响,提出了我国在海底管线挖沟埋设方面应该努力的目标。 相似文献
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针对胜利油田埕岛海域海床土体强度的非均匀性和可能引起的海底管线差异沉降破坏,提出1种海底管线差异沉降安全性分析方法.具体介绍差异沉降产生的原因,通过分析管线的受力状态,建立管线因差异沉降引起的附加应力的表达式.针对黄河水下三角洲埕岛油田常见的3种规格管线,建立不同土质条件下的管线附加应力表格,方便工程师查询.考虑附加应力和流体对管线的应力,与管线材料的允许应力比较,可以判断管线的安全性. 相似文献
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引言 受海洋石油总公司设计分公司委托,海军大连舰艇学院海洋测绘系为其研制开发了高精度海底管线水下敷设定位系统。根据委托方的要求,系统能够为敷管作业船提供全天候的高精度定位,实时显示设计管线路径,记录实际管线水下敷设位置,在作业船敷管的动态过程中实时显示设计管线路径与实际管线水下敷设位置两者之间的偏差,为敷管作业船实时提供平面姿态控制。针对系统的技术指标要求,在系 相似文献
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埕北海域海底管线冲刷稳定性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
根据埕北海域水下三角洲的工程地质条件和水动力条件,分析海底管线在两种铺设方式情况下的冲刷稳定性。第一种为埋置在一定土层深度处的管线：根据整个埕北海域海底长期冲淤变化规律,利用１９９２～１９９６ 年的实测水深资料得出的冲刷速率,推算出管线被冲出泥面所需的时间。第二种为裸露在海底的管线：根据海流对管线周围沉积物产生冲刷效应,冲刷达到一定程度时处于平衡状态,认为此状态下,海流在该点产生的剪切力等于形成可冲蚀海床沉积物的临界牵引力,据此计算出在管线周围冲刷的最大深度 相似文献
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Stability design of submarine pipelines is a very important procedure in submarine pipeline engineering design. The calculation of hydrodynamic forces caused by waves and currents acting on marine pipelines is an essential step in pipeline design for stability. The hydrodynamic forces-induced instabilities of submarine pipelines should be regarded as a wave/ current-pipeline-seabed interaction problem. This paper presents a review on hydrodynamic forces and stability research of submarine pipelines under waves and currents. The representative progress including the improved design method and guideline has been made for the marine pipelines engineering design through experimental investigations, numerical simulations and analytical models. Finally, further studies on this issue are suggested. 相似文献
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Recently, the security and stability of submarine pipelines have attracted much attention in ocean engineering. In this paper, pipelines with a streamlined contour (wedge, airfoil, double-ellipse, and arc-angle hexagon) are designed in hopes of defending against the impact of submarine landslides, and the computational fluid dynamics (CFD) approach is used to investigate the interaction between submarine landslides and streamlined pipelines. The results show that the peak interactional force is more representative of the hazard level of pipelines imposed by submarine landslides. It is also found that the streamlined pipelines possess a significant advantage in reducing the drag force and lift force of landslide–pipeline interaction with a maximum lessening percentage of 66.32 and 40.17%, compared with a conventional circular pipeline. In addition, the influence of applying streamlined pipelines to engineering is briefly discussed, and the empirical equation for estimating the drag force and lift force of streamlined pipelines induced by landslides is recommended based on the numerical test results. 相似文献
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未埋设的海底管道在高温高压运行条件下可能发生侧向屈曲，情况严重时影响海底管道的结构安全。侧向屈曲临界力作为判定海底管道发生侧向屈曲的重要依据，主要影响因素有初始缺陷、管土相互作用等。现有关于侧向屈曲临界力的公式并未考虑管土相互作用、缺陷不平直度和管道自身材料特性对侧向屈曲临界力的综合影响。建立含有通用几何初始缺陷海底管道的数值模型，使用Riks算法进行参数分析以研究极限侧向土壤阻力、管道缺陷不平直度和截面几何尺寸对海底管道侧向屈曲的具体影响。基于量纲分析法和多元线性回归，推导出海底管道侧向屈曲临界力关于上述3个影响参数的一般公式，并对该公式进行了检验，结果表明文中推导的公式在参数涵盖的研究范围内有效。 相似文献
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With the development of marine energy in full swing, an increasing number of pipelines are being installed in deep-sea areas, which inevitably pass through extremely complex topographic conditions, to form natural sections of suspension over submarine canyons. The seabed is easily eroded and shaped by active deep-sea bottom currents and watercourses, resulting in different span heights for pipelines originally laid on the seabed. In particularly, deep-sea geological hazards frequently occur, and submarine landslides seriously threaten the safe operation of the pipelines. To address these problems, an improved numerical analysis method combined with low-temperature rheological models of landslides and the optimization design method of the geometric model, is developed to simulate the landslides’ impacts on pipelines. Based on these, the effect of the span heights on the pipelines’ impact forces induced by deep-sea landslides is systematically investigated, and three modes of the forces on pipelines under the impact of landslides and related mechanism are proposed. Further, the span height ratio is put forward, and four formulas for evaluating the forces on pipeline are established. Through the analysis of calculation results, the lift force coefficient even increases nearly 20 times considering different span heights. This research provides a theoretical basis for the design and protection of deep-sea pipelines. 相似文献
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As there are no specific guidelines on design of subsea pipelines crossing active seismic faults, methods for land buried pipelines have been applied to. Taking the large seismic fault movement into account, this paper proposes improved methods for seismic designs of subsea pipelines by comprehensively investigating the real constraining of soil on the pipelines, the interaction processes of soil with the pipeline, the plastic slippage of the soil, and the elastic-plastic properties of the pipeline materials. New formulas are given to calculate the length of transition section and its total elongation. These formulas are more reasonable in mechanism, and more practical for seismic design of subsea pipelines crossing active faults. 相似文献
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含有腐蚀缺陷海底管道极限载荷分析 总被引：8，自引：0，他引：8
利用有限元弹塑性分析方法,对含有腐蚀缺陷的海底管道进行材料非线性和几何非线性分析,探讨了确定管道极限载荷的准则。在此基础上,给出含有腐蚀缺陷的海底管道的极限载荷,研究腐蚀长度、深度和宽度对海底管道极限载荷的影响,提出了含有腐蚀缺陷的受内压的海底管道的极限载荷计算公式,并与试验结果进行了比较,证明该方法是有效的。 相似文献
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考虑阻尼海底悬跨段管道的动力特性及允许悬空长度 总被引：8，自引：0，他引：8
以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管道结构阻尼、流体附加阻尼、管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程,进而得到管道动力特性方程。用Hermit插值函数对管道的动力特性方程进行离散得到有限元表达式,采用复模态分析法,求得管道的自振频率。为防止管道发生横向涡激振动,用约化速度作为控制条件,确定管道允许悬空长度。结果表明,管道允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小,随着轴向拉力的增加而加大。 相似文献
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考虑流固耦合时的海底管道悬跨段非线性动力分析 总被引：6，自引：0，他引：6
通过对管道的涡激振动试验,提出了考虑流固耦合的非线性涡激升力表达式,并用该式进行了海底管线悬跨段非线性动力响应时程分析。对考虑流固耦合与未考虑流固耦合情况下得到的管道动力响应时程进行对比,算例表明:当管外流场流速与管道顺流向振动速度值较接近时,不考虑流固耦合时的计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果。分析认为,在管外流场流速与管道顺流向振动速度值较接近的情况下,管道的涡激振动计算宜采用非线性涡激力模型。 相似文献