海流作用下海底管道侧向失稳特征的试验研究

对海流载荷下管道在砂质海床上侧向失稳的物理过程进行了试验模拟，分析了管道侧向失稳的典型特征。水动力试验发现，管道侧向失稳经历了三个特征时间：①砂粒起动，②管道轻微侧向位移，③管道侧向失稳。利用机械加载装置分别研究了两端自由和防滚两种端部约束条件下管道在侧向失稳过程中的侧向土阻力及管道沉降特征。实验发现，随着管道水平位移的增加，侧向土阻力逐渐增加并最终达到极限值；而端部约束条件对极限侧向土阻力及其与管道沉降量之间的关系影响较大。两种模型试验结果具有较好的对比性，海流引起的局部冲刷可降低管道侧向稳定性。

海底管道整体式止屈器性能研究与穿越压力预测

整体式止屈器可有效抑制海底管道屈曲传播并避免管道的大规模屈曲失效。为探究整体式止屈器的止屈特性,预测其穿越压力,利用ABAQUS软件建立有限元模型,分析了整体式止屈器厚度、长度、径厚比等参数对穿越压力和穿越形式的影响机制,揭示了整体式止屈器的止屈特性。研究结果表明:在平行穿越阶段,增加止屈器厚度、有效长度可明显提升穿越压力;而在垂直穿越阶段,穿越压力增长速率明显放缓。结合有限元模拟结果,拟合得到了整体式止屈器在不同穿越形式下的穿越压力预测公式,其相较于已有经验公式准确性更高,对整体式止屈器的设计和建造具有重要的指导意义。

海洋工程中双柔性圆柱流激振动响应特性

海洋立管、海底管线和浮式平台系泊缆等柔性圆柱结构的流激振动会造成严重的疲劳损伤。目前,关于单根柔性圆柱流激振动的研究较多。为研究多根柔性圆柱系统的流激振动特性,开展了双柔性圆柱流激振动的模型试验。采用模态分析法将试验测量应变转化为位移。通过分析双柔性圆柱在并列、串列和交错排布方式下的响应位移、控制频率,揭示了双柔性圆柱的流激振动特性。研究结果表明:柔性圆柱并列排布时,两圆柱的相互作用使结构顺流向位移增大;柔性圆柱串列排布时,受遮蔽效应的影响,下游圆柱控制模态较低。由于柔性圆柱的多模态响应特性,“锁频”区后下游圆柱的位移并未显著增大;柔性圆柱交错排布时,下游圆柱发生“Wake-flutter”,横流向和顺流向的控制频率接近,顺流向的位移显著增大。

含有单个腐蚀缺陷的海底管道剩余强度评估

在恶劣的海洋环境条件下,海底管道不可避免会发生腐蚀损伤,严重时将引起管道断裂,造成原油泄漏,进而导致严重的环境污染和巨大的经济损失,因此,有必要对管道剩余强度进行评估以保证其安全运营。文章介绍DNV-RP-F101规范中关于含有单个腐蚀缺陷的海底管道剩余强度的评估方法,然后利用该规范中的评估方法对某一运行了37年的在役海底管道进行剩余强度评估,发现许用应力法得到的结果比安全系数法的更保守。

大数据时代油气管道设计企业档案信息化建设实践

大数据时代背景下,加快企业档案信息化建设成为档案工作的重要内容。文章以中国石油天然气管道工程有限公司(管道设计院)为例,介绍了档案信息化系统功能和管理方式,将档案系统与管道设计院现有的各种系统进行资源集成,建立大的档案数据库,在Documentum统一内容管理平台的基础上,提供以用户为中心、以知识共享为目的管理方式,实现企业电子档案的有效利用、安全存储,有效发挥了电子档案的作用。

A Numerical Model for Ultimate Soil Resistance to An Untrenched Pipeline Under Ocean Currents

One of the main concerns for pipeline on-bottom stability design is to properly predict ultimate soil resistance in severe ocean environments. A plane-strain finite element model is proposed to investigate the ultimate soil resistance to the partially-embedded pipeline under the action of ocean currents. Two typical end-constraints of the submarine pipelines are examined, i.e. freely-laid pipes and anti-rolling pipes. The proposed numerical model is verified with the existing mechanical-actuator experiments. The magnitude of lateral-soil-resistance coefficient for the examined anti-rolling pipes is much larger than that for the freely-laid pipes, indicating that the end-constraint condition significantly affects the lateral stability of the untrenched pipeline under ocean currents. The parametric study indicates that, the variation of lateral-soil-resistance coefficient with the dimensionless submerged weight of pipe is affected greatly by the angle of internal friction of soil, the pipe-soil friction coefficient, etc.

江苏LNG外输跨海管道的安装设计

传统的跨越管道安装主要采用钢结构滚动支座,不仅造价高,工期长,而且维护成本高。为了有效规避钢结构滚动支座的不足,针对中石油江苏LNG外输跨海管道安装的特点,设计研发了滑动支座、固定墩、固定支座、管道支托和方形补偿器。介绍了管道支座的整体布置,以及管道支座的4个组成部分:固定墩、固定支座、管道支托和聚乙烯高性能滑动支座的设计情况,对补偿器进行了选型和补偿计算。实践表明:补偿器可以有效地对管道的热伸长进行补偿,管道支座技术可行,造价低,易实现,易维护,可为其他大跨度架空管道的安装提供参考。

海洋立管涡激振动的主动控制技术

涡激振动是造成海洋立管疲劳损伤的重要原因,如何抑制海洋立管的涡激振动一直是海洋工程中的热点和难点问题。海洋立管主动控制技术能根据多变的环境条件实时调整控制策略和参数,具有更好的适应性。文章研究了通过施加端部激励对海洋立管涡激振动进行抑制的主动控制技术。基于尾流振子模型来模拟尾流漩涡与结构之间的相互作用,结合有限差分法和龙格-库塔法求解立管振动方程。轴向力激励对涡激振动存在显著干扰,频率比较小时,轴向力激励能降低涡激振动位移;频率比远离共振频率时,立管振动呈宽频特性。

考虑不同管土作用模型的海底多跨管道动力特性

当前,海底多跨管道涡激振动分析多将管土段简化为固支或简支边界。针对此问题,采用3种更为复杂的土体模型,研究对比不同管土作用对多跨管道涡激振动特性的影响。采用尾流振子模型模拟流-固耦合作用,构建考虑流-固-土多场耦合的悬跨管道涡激振动预报模型,分析不同土体模型下的管道动力学规律。研究结果表明:不同的管土模型会对管道振动产生不同程度的影响,且管土非线性作用会明显制约管道的振动特征,使最大位移幅值和局部应变等发生改变。

中俄东线黑龙江穿越管道安装设计方案

中俄东线天然气管道黑龙江穿越段采用内径为2.44 m的小断面盾构隧道,安装管道直径为1 422 mm,无法采用在盾构隧道平巷内焊接的常规方法。基于此,设计了针对小断面、长隧道内安装大口径管道的技术方案。该方案在始发井内完成管道组对、焊接、检验及防腐等工作,在接收井内通过牵引设备将管道牵引到接收井一端,实现盾构内管道安装。基于此,研制了适用于工程特殊需要的发送轨道、滚动支座及补偿器等配套设施。数值模拟计算和现场试验结果表明:该管道安装方案可行,可以为小断面、长隧道穿越内安装大口径管道提供可靠的借鉴经验。