海底双重保温管道传热特性研究

用瞬态法测定了使用不同年限的泡沫保温材料整管的导热系数,测定结果表明,随着使用时间的延长,保温材料结构收缩,导热系数增大。通过试验确定了双重保温管道环行空间自然对流换热在低Cr.Pr数下当量导热系数的计算公式。模拟计算表明,土壤当量导热系数的取值对管道的传热计算影响不大,给出了海底双重保温管道总传热系数的计算公式。

初始几何缺陷对海底管道横向屈曲的影响

为了研究初始几何缺陷对海底管道前、后屈曲的影响,基于ANSYS软件建立平坦海床上裸铺管道的非线性有限元模型,分析建模过程中初始几何缺陷的引入方法,得到缺陷幅值及缺陷长度对管道前屈曲及后屈曲的影响规律.结果表明:临界温差随着初始几何缺陷幅值的增加而降低,随着缺陷段长度的增加呈现先降低后增加的趋势;缺陷幅值及缺陷段长度对管道后屈曲的变形、弯矩及轴向应变影响不大.这对海洋管道工程设计提供指导.

波流共同作用下近底子母管线的水动力特征

基于波－流相互作用理论和模型试验，对海底子母管这一特殊结构型式在规则波、特别是在不规则波与流共同作用下的水动力特征进行了系统研究。采用“变径法”分析得到子母管系统的正向力的水动力系数，它们与ＫＣ数有良好的相关性。不规则波与规则彼的对比试验显示两者的水动力系数在９０＞ＫＣ＞２０范围内可得到统一。试验着重分析了水深因子的影响，给出的ＣＤ、ＣＭ～ＫＣ关系曲线，可供工程设计参考。

海底管道稳定性设计系统

对海底管道稳定性设计的理论和方法进行了研究和探讨，明确了海底管道稳定性设计应该和必须考虑的问题，以及考虑这些问题的依据和机理。对国内外某些设计理论和设计方法进行了分析、综合和改进，并增加了目前国内设计中应该考虑而尚未考虑的设计内容。在此基础上，建立了一个海底管道的稳定性设计系统，通过系统的推理、判断功能，使设计合理地考虑尽可能多的因素，从而实现设计方案的优化。

用动坐标迭代法分析海洋管道敷设时的应力

在海洋管道敷设期间,对管道应力分析要考虑的因素很多,如托管架的曲率和长度、管道的张力和浮力、管道的覆盖层及其输送的介质,特别是当用敷管船敷设管道时,有很长一段管子悬在海水中,使管子存在较大的弯矩。另外,由于管道存在大转角,产生较难处理的非线性问题。因此,需要精确地计算管子的变形、荷载和应力,将动坐标迭代法应用于海洋管道敷设期间的应力分析,并用一种新的“接触”与“放松”的迭代算法求解管道和海洋的接触受力问题。结果表明,该算法能很快地收敛到精确结果,满足工程分析要求。

机动管道河流穿越受力分析

与固定管道不同,机动管道属临时性设施,完成特定运行后将被拆除或转移,以适于军用或民用需要。机动管道穿越河流时有两种穿越方式,分为水面穿越和水底穿越,穿越时管道一般不加保护层或套管。由于机动管道的河流穿越施工方式与固定管道不同,因此机动管道的受力状态也有别于固定管道,为此进行了受力状态的分析和计算,给出了机动管道水面和水底穿越时各自适用的条件和范围,可供设计和施工参考。

海底管道屈曲及其传播现象

本文根据对海底管道稳定性中值得注意的屈曲及其传播现象进行的专题研究,列出了8种不同控制屈曲发生的屈曲压力,并分别作了相应的介绍,为控制屈曲现象的发生从理论方面进行了深入研究,并提出用相应的屈曲限制器防止屈曲波形的传播,可供从事海底管道设计和施工的有关人员参考。

水下管道“人工草”固定技术及应用

水下管道所处的自然环境非常复杂,水流将对管道产生各种作用力并且危及管道安全。针对我国现有水下管道的实际状况,在广泛搜集国内外有关资料的基础上,提出了一种新型稳定水下管道的方法——水下管道“人工草”固定技术。该方法具有技术先进、用途广、施工简便、费用低等特点,不但可以解决现有管道埋深不够及裸露、悬空等问题,而且可以为管道无沟敷设提供一种有效的稳管方法。

海底管线管跨段疲劳失效综合模糊评判模型的分析

分析了管跨动力响应的随机性和 模糊性。针对管跨的疲劳失效问题，在分析了各 影响因素所具有的特性的基础上，应用随机模糊 数学理论，提出了可用于评估管跨疲劳失效程度 的随机模糊综合评判模型．

海洋管道技术综述

随着我国海上油气田的开发,海洋管道技术将成为重要的研究课题。文中介绍了海洋管道的发展趋向和特点;对海洋管道的设计、施工、安装时的应力等方面作了较详细地分析。最后提出我国海洋管道当前值得研究的四个问题:①各种工况下海洋管道的受力分析;②铺设机具与方法;③管材;④制定我国海洋管道的技术标准和规范。

含裂纹石油管道完整性评定的工程分析方法

本文用弹塑性断裂力学的Ｊ积分理论，得出了任意壁厚含裂纹管道的弹－塑性失效评估曲线，用失效评定图，本文对现场断裂的管道进行了完整性评定，所得结论与现场事故数据基本一致，并与有关文献的分析结果相吻合，表明本文介绍的完整性评定方法是可靠的。

海底管道牵引铺设过程中管壁与基土间摩阻力试验研究

在感潮段牵引铺设海底管道,掌握管壁与基土间的摩阻力特性十分必要。本文针对我国各海岸区滩感潮段的土质特点,以细砂,轻亚粘土和海淤泥三种典型土,测定了三种管径(φ325mm、φ529mm,φ720mm)沿轴向牵引时的摩阻力特性和下沉深度,并用1:1管道模型分别取得了有价值的试验结果,为条件类同的管道工程设计和施工提供重要的参考依据。

埕岛油田海底管道设计

介绍了埕岛浅海油田的第一条海底管道的工艺设计、结构设计、材料选择、防腐保温等情况。提出了确定和降低整个集输系统压力等级的方法和措施,对管道停输温降及停输再启动的压力、流量进行了分析计算。讨论了管道的结构型式及布置原则,并通过强度分析与稳定性分析,给出了稳定措施。结合海底管道材料的技术要求,对管道材料的选择提出了建议。海底管道的保温推荐使用高密度聚乙烯单层钢管保温结构,并对其使用现状及技术改进进行了分析讨论。

海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。

海洋管道直接漂浮拖运分析

本文在分析海洋管道铺设过程中管段直接漂浮拖运状态的基础上,提出了一种分析计算模型,并选用正交多项式(切比雪夫多项式)为试函数,由加权残数法求解一高度非线性微分—积分方程,获得了该问题的近似解。文末,用算例说明了某海洋管道施工中用直接漂浮拖运时,各施工参数的确定方法。

海底管道振动对砂基淘蚀影响的试验研究

针对引发振动的流与置于砂基上的管道淘蚀的相互作用问题,应用小尺度模型进行了试验研究。作为试验模型的管段由弹簧悬挂,管段淹没在水流中,并可在水平和垂直方向自由移动,依此研究管道系统的振动特性与淘蚀发展的关系。结合工程实践中的典型情况,应用相似比理论,建立起可在水槽中进行的试验模型。由这项研究所建立的方法不仅给出了管道下砂基动态淘蚀的机理,而且可为海底管道的概念设计提供参考性依据。

海底管道起吊时最佳吊点位置的选择

针对海洋管道的施工情况,提出了确定管中应力和吊点位置选择的两个问题。根据材料强度,认为起吊引起的管中应力不宜超过许用应力。为此,分析管子起吊的受力和变形,是选择海洋管道最佳起吊位置的保证。利用材料力学方法对此问题进行了分析。在应力分析中,研究了集中载荷单独作用、均市载荷单独作用和端口位移条件等问题,并给出了相应计算公式;对于最佳吊点位置,除给出计算公式外,还以曲线形式给出了管中最大应力、悬空长度和提升力随管端提升高度的变化。

组合拱式管桥计算机模拟设计

本文在已有成果资料的基础上，为组合拱式管桥的设计建立了常规设计表达式，并研制出组合拱式管桥计算机模拟设计的程序软件ＣＡＰＢＤ。该软件具有以下计算功能：（１）计算组合管拱的几何特征参数；（２）计算组合管拱自重和组合拱式管桥的竖向荷载及其材料费用；（３）分析和计算各种载荷作用下组合拱式管桥的内力；（１）组合拱式管桥各控制截面强度校核、稳定性验算以及拱支墩稳定性验算和地基承载力强度校核。使用结果表明，该软件运算迅速、操作简便、结果准确可靠，对减轻设计人员的劳动强度具有一定的工程实用价值。

海底管道的弹塑性稳定性和屈曲传播

本文根据我国南海海底输油气铺管的要求系统分析了海底管道在弯曲与外水压力共同作用下的弹塑性稳定性和屈曲传播.研究了管道的极值型屈曲和分枝型屈曲.在考虑管道的初始非圆度和材料的物理非线性的情况下提出了临界屈曲载荷的计算方法.综述和评论了屈曲传播现象的本质和各种计算方法.介绍了我们所进行的全尺寸管道实验.在分析理论结果时与现行的有关设计规程进行了比较和评论.

水下管道悬空段共振时的长度计算

本文通过对水下悬空管道的振动分析,利用水下管道的共振条件,导出了共振时管道悬空长度的计算公式。该计算式对于水下管道的设计、施工和保证水下管道安全运行具有一定的参考价值。