收藏本站
《天津大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂条件下海底管线与土相互作用研究

程栋栋  
【摘要】: 随着海底石油、天然气资源的开发,管道运输作为油气运输中最快捷、经济、可靠的主要运输方式,在全世界范围内得到了广泛应用。海底管线是海洋油田生产系统中的一个重要组成部分。通过海底管线把海洋油田的整个油气集输、贮运系统联系起来,也使海洋油田与整个石油工业系统联系起来。随着我国海洋油田进一步开发,海底管道需要量会大大增加。与陆上管道相比,海底管线的工作环境条件恶劣,运行风险更大,失效概率更高,海底管线的安全问题始终为人们所关注。目前,国内对这一方面的研究工作还很少,因此,对海底管线的安全稳定性进行研究分析具有重要意义。 海底管线系统包含立管、海底平管以及登陆管线三个主要部分,每一部分受到的荷载条件均不相同,复杂多变。本文依托渤海油田的管线工程,针对该区域特殊的荷载和环境条件下海底管线的稳定性进行了研究,提出了管线设计和防护的新方法及工程对策: 1.基于对管土相互作用的研究,对埋设海底管线在高温高压作用下的竖向屈曲问题进行研究,在分析理想管线的屈曲形态基础上,针对有初始缺陷海底管线的屈曲建立了新的理论计算方法,重点就温差、地基土的摩阻力、管线上覆土厚度及膨胀弯等因素对埋设管线拱起形状及管线内部应力的影响进行了研究,总结规律,指导海底管线的设计施工。 2.对于连接平台与海底管道的立管系统,针对其双层管的特殊结构性以及所受荷载条件的特殊复杂性,提出利用有限元法对立管系统进行非线性应力分析的新方法。模拟海床地基土与管线的相互作用及其他荷载条件,建立三维有限元模型,对立管系统的整体稳定性进行研究,针对管线的法兰位置、热膨胀量以及土对管线的约束等因素对管线应力的影响进行分析,为海底管线立管系统的优化设计提供了可靠依据。 3.对于登陆管线,针对天津临港工业区围海造陆工程对渤西海底管线的安全影响进行研究,建立有效的评估计算方法。利用有限元法和弹性地基梁理论方法,对大面积吹填土作用下的管线应力状态进行计算,提出吹填施工的技术要求;针对子隔埝对下方海底管线的影响,提出保护措施,并用有限元方法对保护状态下的管线和管周土体进行建模分析,验证其安全性;同时对围海造陆工程的施工提出了工程建议,保障管线的安全运行。 本人在论文期间参与了多项海底管线的设计分析工作,文中提出的各项分析方法均得到了实际应用,可以很好的满足工程需要,适应海底管线运行的复杂条件,为海底管线的设计与施工提供了切实可行的分析方法和依据。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P754

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭喜亮;张日向;姜萌;;埋设管线管土相互作用的有限元分析[J];中国水运(下半月);2011年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 梁光强;高温高压下海底管道的屈曲研究[D];天津大学;2010年
2 郭喜亮;海底管道与海床土相互作用的有限元分析[D];大连理工大学;2011年
3 于志猛;非金属海底管道在位稳定性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 曹健;海底犁式挖沟机控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨龙才,周顺华,孟晓红;软土地层挤土桩施工对地下管线的影响与保护[J];地下空间;2003年04期
2 陈观胜,张李青,陈雪仙;基坑开挖中对市政地下管线的保护[J];城市道桥与防洪;2004年03期
3 韩梅平;软土地基对给水管道的影响及处理方法[J];中国给水排水;2000年12期
4 陈春茂,刘听移;不良地质条件下的管道基础处理与施工[J];广州大学学报(自然科学版);2002年04期
5 黄东明;木浪岗水库放水涵洞钢套管破坏原因分析及加固处理[J];广西水利水电;2002年01期
6 宋玉鹏,孙永福,刘伟华;海底管线稳定性影响因素分析[J];海岸工程;2003年02期
7 马良,张日向;海底部分埋设管道在波流作用下水动力效应的实验研究[J];中国海上油气.工程;1998年04期
8 赵冬岩;海底管道稳定性分析综述[J];中国海上油气.工程;1998年05期
9 张日向,马良;海底沟槽内管道在波流作用下水动力效应的实验研究[J];中国海上油气.工程;2000年04期
10 澍旺;砂土对管道约束力的模型试验研究[J];海洋工程;1996年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何思明;攀枝花地区锚杆的工作机理[J];四川建筑科学研究;1997年02期
2 汤磊,陈正汉;用BP网络预估强夯有效加固深度[J];四川建筑科学研究;1998年04期
3 孔位学,陆新;强夯法加固软土地基有效加固深度研究[J];四川建筑科学研究;2001年04期
4 陈建峰,秦建庆,石振明,沈明荣;砂井地基沉降的二维有限元分析(二)——修正剑桥渗流耦合模型有限元及实例计算[J];四川建筑科学研究;2003年04期
5 蔡江东;考虑稠度状态时饱和粘性土自重应力计算方法[J];四川建筑科学研究;2003年04期
6 周亦唐,钟国强,俞进,赵惠敏,葛晓旭;塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
7 卢家森,黄松梅;水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
8 孟非,熊巨华,杨敏;素混凝土桩复合地基的工程实践[J];四川建筑科学研究;2004年02期
9 付志前;单向土工格栅加筋土的流变模型[J];四川建筑科学研究;2004年02期
10 张文福,姚芳;三角形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李潇;马倩;李世萍;施旭栋;;基于Winkler地基模型的弹性地基梁梁挠度分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 朱庆华;顾美娟;;水闸闸室抗震动力分析及措施[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 杨正权;刘小生;赵剑明;赵军强;陈宁;刘启旺;;深厚覆盖层场地地震反应分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 张涛;卓静;;泊松效应对碳纤维板材拉伸强度的影响研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
5 李成刚;付小婷;王世澎;;人工岛回填砂土土动力特性试验研究[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
6 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
7 李世海;张磊;;岩体结构效应的三维离散元分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 王海滨;姜黎黎;张臣;杨刚;;碳纤维增强存在初始缺陷钢构件的稳定性分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 于江;陶西贵;熊炎飞;;膨胀软岩硐室开挖变形控制研究[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
10 周厚德;介玉新;;基于有限元的弯矩计算中若干问题探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 孙军杰;黄土场地震陷与桩基负摩阻力现场试验研究[D];兰州大学;2010年
4 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
5 秦昊;地铁车站基坑开挖对邻近地下管线的影响研究[D];中国地质大学(北京);2010年
6 徐玉胜;大能量强夯置换法处理深圳地区软土地基的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
7 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
8 史海莹;双排桩支护结构性状研究[D];浙江大学;2010年
9 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
10 孙训海;基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响[D];中国建筑科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
4 梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
5 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
6 李静涛;煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
7 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
8 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
9 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘欣丽;液压支架双伸缩立柱承载特性研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任艳荣,刘玉标,顾小芸;弹塑性海床上的管土相互作用分析[J];工程力学;2004年02期
2 金秋,张国忠;世界海洋油气开发现状及前景展望[J];国际石油经济;2005年03期
3 蒙争争;;四通阀控非对称液压缸传递函数的分析和建立[J];合肥学院学报(自然科学版);2006年02期
4 丁新龙;韩雪艳;张长民;林鲜;周伟;许海彬;;海底管道加重混凝土设计及试验研究[J];混凝土;2007年06期
5 姜进方;登陆海底管道近岸段预挖沟[J];中国海上油气.工程;1996年01期
6 周延东,刘日柱;我国海底管道的发展状况与前景[J];中国海上油气.工程;1998年04期
7 马良,张日向;海底部分埋设管道在波流作用下水动力效应的实验研究[J];中国海上油气.工程;1998年04期
8 赵冬岩;海底管道稳定性分析综述[J];中国海上油气.工程;1998年05期
9 张日向,马良;海底沟槽内管道在波流作用下水动力效应的实验研究[J];中国海上油气.工程;2000年04期
10 张国光;海底管道开沟技术的发展及其综合评价[J];海洋通报;1989年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 潘冬子;波浪荷载作用下海床及管线的动力响应研究[D];浙江大学;2007年
2 赵天奉;高温海底管道温度应力计算与屈曲模拟研究[D];大连理工大学;2008年
3 远航;波浪作用下埕岛油田海底管线稳定性数值分析[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王启业;升降舞台群高精度同步控制策略研究与应用[D];兰州理工大学;2011年
2 张珊珊;基于现场总线的组态技术的研究与实现[D];大庆石油学院;2005年
3 王猛;有限元在海底管道设计中的应用研究[D];天津大学;2004年
4 夏令;波浪作用下的泥沙起动及海底管线周围局部冲刷[D];浙江大学;2006年
5 马锐;非线性有限元法在海底管道铺设中的应用[D];大连理工大学;2006年
6 宋岩新;砂质海床上海底管线稳定性的数值分析[D];大连理工大学;2008年
7 高溦;水力冲射海底开沟机的参数优化[D];大连理工大学;2008年
8 刘思文;触摸屏界面通用设计原则研究[D];上海交通大学;2009年
9 杜超;基于MODEM技术的煤矿数据远程传输系统的设计与实现[D];太原理工大学;2009年
10 夏雪;腐蚀海底管道的可靠性评估[D];哈尔滨工程大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡军;海底管道完整性管理解决方案研究[D];天津大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马良,张日向;海底部分埋设管道在波流作用下水动力效应的实验研究[J];中国海上油气.工程;1998年04期
2 李庆琪;滩涂松填土上市政工程施工浅析[J];集美大学学报(自然科学版);1998年04期
3 李永盛;深基坑围护结构的变形、稳定与对相邻构筑物的影响[J];建筑施工;1994年04期
4 李永盛;城市基坑工程施工监控及其环境监测(一)[J];建筑施工;1999年01期
5 马良;波流作用下海底管道的水动力和在位稳定性研究的近代进展[J];水动力学研究与进展(A辑);1995年02期
6 侯学渊,刘国彬,黄院雄;城市基坑工程发展的几点看法[J];施工技术;2000年01期
7 夏明耀;;地下连续墙的变形机理与环境问题对策[J];同济大学学报(自然科学版);1991年01期
8 李佳川,夏明耀;地下连续墙深基坑开挖与纵向地下管线保护[J];同济大学学报(自然科学版);1995年05期
9 唐孟雄,赵锡宏;深基坑周围地表任意点移动变形计算及应用[J];同济大学学报(自然科学版);1996年03期
10 胡玉霞,王金英,马良;海底管道压块形状和设置间距的研究[J];油气储运;1992年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄维平;李华军;;深水开发的新型立管系统——钢悬链线立管(SCR)[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2006年05期
2 邵怀海;刘锦昆;郭海涛;;海底管线的分段设计法[J];中国海洋平台;2006年05期
3 韩宇;栗国浩;袁李峰;;Taper-Lok法兰在海底管线上的应用[J];石油矿场机械;2008年06期
4 蒋和洋;有初始缺陷的板壳的大挠度分析[J];力学季刊;1987年01期
5 杨立军;吴扬;吴晓;;有初始缺陷梁在热状态下的非线性振动[J];河南科技大学学报(自然科学版);2008年05期
6 禹金云,吴晓,肖伟跃;有初始缺陷粘弹性压杆的蠕变屈曲[J];机械科学与技术;1998年04期
7 宋吉卫,肖熙;海底管线缺陷的模糊综合评判[J];中国海洋平台;2004年02期
8 邬可谊;;浅海海底管线维修工作舱[J];中国海洋平台;2008年04期
9 王晶;李志军;GONCHAROV V K;KLEMENT’EVA N YU;;渤海海底管线溢油污染预测模型[J];海洋环境科学;2007年01期
10 王振宇;崔利;陈义兰;段焱;;海底管线信息系统建设初探[J];海岸工程;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张衍涛;;海床土导致的埕岛油田海底管线安全隐患与防护对策[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
2 刘明路;赵金城;靳猛;;火灾作用下海洋平台温度场研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
3 叶宏武;;安全气囊排气孔的优化设计[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
4 喻伟明;佘成学;;洮水水库工程混凝土面板堆石坝变形应力分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 张超;闫卓;杨庆新;陈海燕;;无接触电能传输系统可分离变压器耦合性能研究[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 姜燕;乐金朝;;沥青路面Ⅰ型裂纹扩展的理论分析与数值仿真[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 钱秀清;张建宇;费斌军;;摩擦对球形压头压入应力应变曲线识别的影响[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
8 张延庆;龙驭球;;COONS曲面法构造中厚壳ACM元[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1993年
9 须寅;龙驭球;;一个对网格畸变不敏感的含转角自由度的三角形膜元[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
10 何放龙;邹银生;李耀庄;;一种新的面单元[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 吕宁 特约记者 张华明;全力以赴确保世博期间海底管线畅通[N];中国海洋报;2010年
2 胡建新;有限元的探索[N];光明日报;2002年
3 杨怀东;东方1-1气田海底管线开铺[N];中国矿业报;2002年
4 王疆戈;杭州湾海底管线全面建成[N];中国石化报;2004年
5 ;水下维修装备技术的新突破[N];科技日报;2006年
6 何平;中国海油实现天然气海底管线“世界第一穿”[N];光明日报;2008年
7 记者 瞿剑;中国海油实现天然气海底管线“世界第一穿”[N];科技日报;2008年
8 王进;宝钢采油钢管获重大突破[N];中国质量报;2008年
9 银言;海底管线电缆检测与维修装置[N];中国船舶报;2008年
10 迪声;新船重工修炼有限元分析能力[N];中国船舶报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程栋栋;复杂条件下海底管线与土相互作用研究[D];天津大学;2008年
2 武云鹏;有限元线法求解时域问题的研究[D];清华大学;2004年
3 陈强;挥鞭样损伤的生物力学和临床研究[D];第二军医大学;2005年
4 王明波;磨料水射流结构特性与破岩机理研究[D];中国石油大学;2007年
5 远航;波浪作用下埕岛油田海底管线稳定性数值分析[D];中国海洋大学;2009年
6 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
7 王懿;基于触地点管土相互作用的深水SCR安装力学模型研究[D];大连理工大学;2011年
8 荣冠;岩土介质非饱和渗流分析及工程应用研究[D];武汉大学;2005年
9 栗蕾;考虑初始缺陷的网格结构的非线性稳定性理论及其应用[D];西安建筑科技大学;2011年
10 蔡永昌;流形方法的理论与应用研究[D];重庆大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李彪;海底管线水平向整体屈曲低阶模态研究[D];天津大学;2012年
2 梁凌云;球形开孔壳体稳定性研究[D];华中科技大学;2007年
3 王洪播;海底管线水平向屈曲过程中管土相互作用研究[D];天津大学;2010年
4 唐翠苹;具有初始缺陷的高墩大跨连续刚构桥的稳定极限荷载分析[D];长沙理工大学;2011年
5 仇正中;波浪对海底管线作用的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
6 罗晓玲;初始缺陷对大型烟道结构加劲板的稳定性影响研究[D];北京科技大学;2011年
7 刘永志;温度场的有限元数值模拟及其在塑件和模具冷却分析中的应用[D];郑州大学;2003年
8 凌广;钢筋混凝土的三维非线性有限元分析[D];西南交通大学;2003年
9 吴浩;自适应有限元大坝应力取值研究及小湾拱坝平面稳定分析[D];清华大学;2004年
10 陈静;非金属补偿器温度场分析[D];南京航空航天大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026