定向钻进敷设电缆保护管轨迹优化设计研究

在老旧城区内采用定向钻进敷设地下管线,常常需要从已有的各类地下建（构）筑物或管线下方穿过,方案设计时就应考虑新建管道与之安全距离的取值问题。以厦门市某110 kV电力电缆的定向钻进工程的实际需求为出发点,在对国内现有规程规范及工程实例调查的基础上,对电力电缆保护管定向钻进敷设安全距离取值的影响因素进行分析,优化工程定向钻进敷设方案,指导该工程的建设,并为类似工程建设提供参考。     

腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。     

钻井利器的故事之“铝合金钻杆”

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为“入地”重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是“伸入地壳的望远镜”。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。     

ZT-TG500推管机的研制

介绍了ZT-TG500型推管机的参数、工作原理、主要结构构成及其功能、关键技术、用途。推管机在非开挖施工过程中,对非开挖设备起到了辅助的作用,能够“营救”施工中卡死的管线,也可以协助非开挖设备推动管线前进,保证工程的成功。该推管机采用电液比例控制技术,能够实现零到最大无级调速,给施工带来了很多的益处;卡瓦橡胶硫化涂覆技术,保证了卡瓦夹紧时不损坏钢管表面的防腐层,同时保证了足够的夹持力而不打滑;双油缸同步防扭技术,采用滑动导轨与大型分流阀的机液控制方法,来实现油缸的零阻力,使油缸的推力能有效地应用到工程中。通过青州水管铺设与穿越松花江的自来水管铺设的现场应用,取得了良好的效果。     

小极距高密度电法在城镇供水管漏水检测中的应用

城市地下供水管破损漏水检测,一般使用听音工具和设备来进行,这种需要漏水点传出声音的检测方式,效果往往并不理想。使用一种新的检测方法,无需利用声音,而是通过供水管漏水造成地层电性变化这一特征,使用小极距高密度电法查明管道漏水点位置。该检测方式不仅解决了常规方法难以查明的供水管漏水问题,而且拓展了小极距高密度电法的应用空间。     

磁浮交通试验线压力管道直线度的测量方法研究及应用

目前,国内外对于磁浮交通真空压力管道直线度测量问题的研究较少。本文结合西南交通大学在建的真空磁浮高速列车试验装置,提出了一种真空压力管道直线度测量方法。该方法在管道内建立高精度=维控制网,依据三维控制网测量采用圆曲线拟合方法确定各节管道的圆心坐标,并采用直线拟合方法分析整个管道的直线度。最后依据上述方法编制程序对实测数据进行了处理分析,验证了方法的可行性和正确性,可为今后真空磁浮压力管道的建设提供技术参考。     

Current-induced scour beneath initially elevated subsea pipelines

When a subsea pipeline is laid on an uneven seabed, certain sections may have an initial elevation with respect to the far-field seabed, e_o, and thus potentially affecting the on-bottom stability of the pipeline. This paper focuses on quantifying the effects of the upstream dimensionless seabed shear stress, θ_∞, and Reynolds number, Re, on: (1) the maximum dimensionless seabed shear stress beneath the pipe, θ_max, to be compared to the critical shear stress in order to determine whether scour would occur and progress towards an equilibrium state; and, (2) the dimensionless equilibrium scour depth beneath the pipe, S_eq/D. Using a 2-D Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) approach along with the k-ω Shear Stress Transport (SST) turbulence model, a parametric study involving 243 computational fluid dynamics (CFD) simulations was conducted. The simulation results were used to develop a closed-form equation for the prediction of θ_max. Subsequently, experimental measurements of S_eq/D have been compiled from published literature, to develop a new closed-form equation for the prediction of S_eq/D with a high correlation to the experimental data. In summary, we present two closed-form equations for the prediction of θ_max and S_eq/D for pipelines with an initial e_o/D, which are applicable for both clear-water and live-bed conditions. The effects of θ_∞ and Re have been included, albeit Re having a small influence as compared to the other parameters.     

轴压作用下双金属复合管组合作用与承载力分析

为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。     

广度优先算法在爆管分析中的优化与实现

爆管分析是城市地下管线管理系统中的一个重要内容,但目前多数地下管线管理系统采用的爆管分析算法和管线数据结构难以提供最优的爆管分析解决方案。先利用Geodatabase网络数据模型将管线数据建模为逻辑网络和几何网络,并在管线数据模型中明确表达管线中资源的流向,一体化集成存储管线数据;再利用ArcEngine相关网络访问接口扩展优化传统的广度优先算法,以实现有流向环状管线的爆管分析功能。     

海底双层管单层连接管道结构受力分析

粘性高的海洋石油通常需要通过海底保温管道加温输送.温度变化会引起管道变形,并在管壁内产生较大的温度应力.同时,管道正常运营期间还受到管道内压、外压、管内流体粘滞力和土体摩擦力等环境荷载的作用.复杂的环境可能导致海底管道轴向应力过大发生破坏.为了提高铺管效率,提出了双层管单层连接管道这一特殊管道形式,并从理论上分析温度变化和环境荷载对该管道的影响,计算正常运行时管道不同位置处横截面内最大Von-Mises应力.最后得到了Von-Mises应力沿管道轴线分布情况,发现内管和单层连接管的应力一般比外管大,变径管和内管的焊缝处是Von-Mises应力最大的地方.