海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析.pdf

右 油 勘 探 与 开 发 2013年2月 PETROLEUM EXPLORATIONANDDEVELOPMENT Vo1．40 No．1 111 文章编号：1000-0747(2013)01—0111-06 海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析 伦冠德 1,2，刘衍聪2，伊鹏2，李成凯2，马晓丽2，曲杨2 (1．潍坊学院；2．中国石油大学(华东)机电工程学院) 基金项 目：国家高科技研究发展规划 (863)项 目 “南海深水油气勘探开发关键技术及装备”(2006AA09A104) 摘要：基于海洋管道海上提吊、沉放的工程实际，建立了管道提 吊沉放的有限元模型，以建立的模型为基础确定了 管道提 吊沉放的方法和步骤，并对纵向水流、侧 向水流及海床摩擦对管道提 吊沉放的影响进行了研究。利用有限元 分析软件研究了纵向水流、侧 向水流及海床摩擦作用下管道提 吊及沉放过程 中的管道形态及应力分布。研究结果表 明：纵向水流对管道提 吊及沉放过程中的空间形态及应力分布几乎没有影响；侧 向水流会使管道在水平面 内产生明 显变形，并提高管道的整体应力水平；海床与管道间的摩擦对管道沉放过程 中的侧移有一定的阻碍作用，海床越粗 糙，管道最终的整体侧移变形越小，沉放完成后管道达到平衡状态时，管道与海床之间的摩擦力随摩擦系数增大而 增大。图8表 3参 16 关键词：有限元模型；海流；摩擦系数；应力；变形 中图分类号：TE973．92 文献标识码：A Impactsofoceancurrentandseabedfrictiononthepicking—upand laying-downprocessesofoilandgaspipelines LunGuande ，LiuYancong，YiPeng，LiChengkai，MaXiaoli，QuYang (1．We ngUniversity，We ng261061，China；2．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering， ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266555，China) Abstract：Basedonengineeringpracticeofthepicking—upandlaying—downprocessesofoffshorepipelines，afiniteelementmodelwas established．Onthebasisofthemodel，methodsandstepsofthepicking—up andlaying—down operationsweredetermined，andthe impactsofcurrentsnadseedbedfrictiononhtetwooperationswerestudied．Theshapeandstressdistributionofthepipelineunderhte influencesoflongitudinalcurrent，lateralcurrentandseabedfrictionwhenpickedup nadlaiddownwereanalyzedusingfiniteelement naalysissoftware．Theresultsshow htathtelongitudinalcurrenthasalmostnoeffectonthepipelineshapeandstressdisrtibutioninthe picking—upandlaying—downprocesses，whilethelateralcurrentresultsinsignificnatdeformationofthepipelineinthehorizontalplane nadraisestheoverallsrtesslevelofthepipeline．Thefrictionbewt eentheseabednadthepipelineimp