海洋石油管道单点提升分析

基于管道微单元体平衡建立了海管单点提升的非线性力学模型的控制微分方程组 ,使用变弧长的无量纲代换将动边界问题化为固定边界的两点边值问题 ,利用Maple环境下编制的两点边值问题的打靶法程序得到了该问题在各个提升阶段的数值解答和在单点提升过程中管道的极限弯矩约为 0 .71q1 3(EI) 2 3。     

多点支撑托管架支撑下的海洋管道铺设中的静力分析

本文以实际工程中点支撑托管架支撑下的海洋管道为分析对象,采用Ｂ样条函数分段拟合了从张紧器到海床间整段管道在铺设时的空间曲线,利用样条函数配点法求解管道的平衡微分方程,得到了管道在铺设过程中所必须的数据。本方法适用性好,理论简明,求解快,精度高。     

卷管铺设的海管曲率模型及残余应力计算

弯曲曲率是使用卷管铺设时首要控制的参数之一。通过对海管的上卷加载、完全卸载、退卷加载及再次卸载等过程的弹塑性分析,建立了各个阶段的曲率模型,并推导了海管完全卸载时残余应力的解析解。在此基础上,分析了曲率、曲率比、残余曲率比及残余应力等参数的影响因素,得到了卷管铺设中海管的最优弯曲曲率及海管截面上的残余应力分布规律,并提出了基于弹塑性理论的海管的残余曲率及残余应力的控制建议。     

深水海底管道S型铺设参数敏感性分析

以深水海底管道S型铺管法为研究对象,运用悬链线理论建立管道的静平衡微分方程,通过理论分析给出了迭代求解管道整体形态的数值计算方法,并开发相应的计算分析程序,分析了不同参数对张紧器张力和管道极限铺设水深的影响.结果表明,随着管道铺设水深、管径和壁厚、混凝土配重层厚度的增加,所需张紧器张力明显增大;当托管架底部倾角较大时,控制应变越大管道所需张力越小;当托管架底部倾角较小时,管道初始倾角越大、托管架半径越小管道所需张力越小.此外,管道的浮重度、托管架长度和半径、张紧器张拉能力、管道初始倾角对极限铺设水深有着重要的影响.     

蛇形铺设管道触发水平向整体屈曲效果研究

海底管道在深海石油开发工程中有着广泛的应用,管道在工作时受到高温高压会触发水平向整体屈曲变形,蛇形铺管法是控制管道水平向整体屈曲变形的有效手段。采用数值模拟方法,对蛇形铺设管道的关键参数进行研究,分析关键参数对临界屈曲荷载和屈曲后截面应力应变状态的影响。对每一组蛇形铺设管道都设置了直线型铺设管道的对照组,对照组采用引入初始挠曲的方法激发水平向整体屈曲,初始挠曲程度与蛇形铺设管道相同。通过与直线型铺设管道的对比,显示了蛇形铺设管道在激发和控制屈曲方面的优势,并对不同土体阻力情况下蛇形铺设管道的实际效果进行了评估。结果表明,蛇形铺设管道的临界屈曲力和屈曲后的弯矩皆远小于直线型管道。蛇形铺设管道的临界屈曲力随圆心角θ增大而减小,随曲率半径R的增大而增大。增大跨度L、曲率半径R和圆心角θ都能有效减小蛇形铺设管道的截面弯矩。水平向土体阻力对蛇形铺设管道影响较大,水平向土体阻力较小时,蛇形铺设管道控制屈曲的效果更为明显。     

基于ABAQUS的卷管式铺管法管道变形敏感性分析

卷管式铺管法在海管铺设中的应用愈发广泛,在铺设作业中管道会发生几何非线性变形,导致出现复杂的力学性能变化。针对管道在上卷、退卷过程中的屈服变化过程,通过弹塑性理论进行分析,推导出管道退卷后残余轴向应力的解析解;随后利用有限元软件ABAQUS建立模型实例,对比解析解与有限元模型,两者的计算结果基本吻合。基于上述有限元模型,研究上卷时的张力和退卷时的后张力对椭圆度、截面轴向应力和剪切应力的影响,并进行敏感性分析。模拟结果表明张力和后张力变化会影响管道截面的变形程度,退卷后截面上残余的轴向应力远高于剪切应力,并且通过敏感性分析,得到了残余椭圆度、残余应力随张力和后张力变化的规律。研究可为卷管铺设过程中张力和后张力的选择提供参考和借鉴。     

伪距单点定位的精度分析及改进

GPS伪距单点定位速度快、不存在整周模糊度,因此具有很大的应用价值。分析了电离层延迟、对流层延迟、相对论效应、地球自转改正对伪距单点定位结果的影响,介绍了两种多历元求解时处理接收机钟差的方法,最后讨论了如何以大地坐标和高斯坐标为参数进行定位求解。     

三维激光扫描单点定位精度评定方法研究

三维激光扫描技术是当前的一种新技术,其仪器的精度评定方法还不完善,提出两种三维激光扫描单点定位精度评价方法,即外部符合精度评价方法和内部符合精度评价方法。介绍了两种方案的实施过程,并且通过实验进行了分析,得到了较好的评价结果。     

海底管道拖管法分析和研究

海底管道铺设是海洋油气工程建设的一项重要内容.海底管道铺设的方法有铺管船法和拖管法.铺管船法受铺管船舶资源的限制,而拖管法铺管不依赖铺管船,在一定的条件下,可以节约费用,因此研究拖管法铺管就非常有意义.文中首先介绍各种管道铺设施工方法,并对各种方法的优缺点进行比较.然后分别分析研究了浮拖法、底拖法和离底拖法三种拖管方法的施工工艺及管道应力变形,并结合实例对三种拖管方法的拖管过程进行了分析.     

基于悬臂梁模型的管道矫直理论及有限元分析

海底管道的卷管铺设过程涉及多次正向和反向弯曲,并会产生较大的塑性变形。在铺设入水前,管道必须进行矫直处理,因此如何准确预测矫直过程中管道的力学响应以及如何对矫直器进行合理的设置具有重要意义。针对中国首艘卷管式铺管船“深达号”的矫直装置设计与典型工况,建立了一种基于悬臂梁的力学理论模型。该模型综合考虑了铺设过程中退卷和矫直的加载历程、管道材料的弹塑性特性以及校准器和上、下矫直器的相对位置关系。模型能实现对反弯半径及矫直器姿态等关键参数的计算。建立有限元分析模型,对理论模型进行验证并对管道矫直过程进行数值分析。结果表明理论模型可以准确预测管道矫直所需反弯半径、矫直器侧向行程以及倾角等参数。在管道矫直过程中,上矫直器处的作用载荷远大于下矫直器处。所提出的矫直理论模型可适用于不同尺寸管道的矫直分析,矫直后残余曲率满足DNV规范要求,预期可为“深达号”的实际矫直工艺设计提供指导。