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中国安全生产科学技术 2015年第11期11卷 106-111页

作者：付冉姚安林刘霖聪邓子为西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气消防四川省重点实验室四川成都610500 中国石化天然气分公司广西液化天然气工程项目部广西北海536000 四川佳诚油气管道质量检测有限公司四川成都610213

为保证穿越水域输气管道裸露悬空段的安全运行,需要对裸露悬空段的应力进行敏感性分析。根据流体动力学和固体力学理论,利用有限元软件对水流冲击下的裸露悬空管段进行流固耦合模拟分析,并找出影响管道受力的主要因素。基于模拟计算结果... 详细信息

为保证穿越水域输气管道裸露悬空段的安全运行,需要对裸露悬空段的应力进行敏感性分析。根据流体动力学和固体力学理论,利用有限元软件对水流冲击下的裸露悬空管段进行流固耦合模拟分析,并找出影响管道受力的主要因素。基于模拟计算结果,采用单因素敏感性分析法分析各影响因素对管道应力的影响程度,计算各敏感度系数并识别出影响管道应力的关键因素。计算结果表明:裸露悬空管段的径厚比和悬空长度为影响管道应力的关键因素,两者与管道应力同方向变化,且管道应力对径厚比的敏感性相较于其对悬空长度更强。

关键词：输气管道穿越水域裸露悬空流固耦合敏感性分析

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穿越水域输气管道悬空段安全评估及防护措施研究

穿越水域输气管道悬空段安全评估及防护措施研究

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作者：付冉西南石油大学

学位级别：硕士

随着天然气需求量的增加,我国迎来了长距离输气管道建设的高潮。由于长距离输气管道的建设距离较长,不可避免地要穿越河流等水域,穿越水域输气管道悬空段的安全状况成为国家和社会所关注的焦点。与埋地输气管道相比,由于穿越水域输气管... 详细信息

随着天然气需求量的增加,我国迎来了长距离输气管道建设的高潮。由于长距离输气管道的建设距离较长,不可避免地要穿越河流等水域,穿越水域输气管道悬空段的安全状况成为国家和社会所关注的焦点。与埋地输气管道相比,由于穿越水域输气管道悬空段受到水流的冲刷作用,其运行条件恶劣。因此,需要对穿越水域输气管道悬空管段进行安全评估,以确保长距离输气管道的安全运行。本文首先根据穿越水域输气管道悬空段的形成机理,建立穿越水域输气管道悬空段的力学模型,采用解析法对穿越水域输气管道悬空段进行力学分析,通过分析得到影响悬空管段受力情况的因素。为进一步了解水流冲刷作用对穿越水域输气管道悬空段的影响,采用ANSYS Workbench软件数值模拟水流作用下悬空管段的受力和变形情况,分析其相关变化规律。结合有限元软件模拟计算得到的管道应力应变值,分别使用基于应力理论和基于应变理论的管道失效判据对穿越水域输气管道悬空段进行失效判断。基于管道受力计算结果,采用单因素敏感性分析法对影响管道应力的因素进行分析,计算每个影响因素在不同变化量下的敏感度系数,定量描述各个不确定因素变动对管道应力的影响程度,识别影响穿越水域输气管道悬空段安全运行的关键因素。考虑管道脆弱性理论,结合穿越水域输气管道悬空段的实际工程及应力敏感性分析,建立考虑脆弱性的穿越水域输气管道悬空段安全评估指标体系,采用网络层次分析法(analytic network process)和熵权法确定各脆弱性指标的权重值,通过三角图法将管道脆弱性进行分类,确定穿越水域输气管道悬空段的安全等级和管道脆弱性类型,并结合西气东输管道悬空管段实例进行安全评估过程分析。为保证穿越水域输气管道悬空段的安全运行,本文对穿越水域输气管道悬空段的防护措施进行了初步研究。分别从不同措施对悬空管段的应力影响程度来比较防护措施的有效性,为穿越水域输气管道的日常维护和抢险措施提供理论依据。

关键词：穿越水域悬空管段敏感性分析脆弱性安全评估防护措施

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穿越石亭江段输气管道安全评估

穿越石亭江段输气管道安全评估

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作者：钟山西南石油大学

学位级别：硕士

我国对石油的需求量不断增长,管道作为油品最为经济、合理的运输方式之一,其敷设量也大大增加。输气管道不可避免的会穿过水域,当在汛期时,会发生水流冲击悬空管道的情况,当水流冲击悬空管道时,管道容易发生拉压和扭曲变形,产生裂缝、... 详细信息

我国对石油的需求量不断增长,管道作为油品最为经济、合理的运输方式之一,其敷设量也大大增加。输气管道不可避免的会穿过水域,当在汛期时,会发生水流冲击悬空管道的情况,当水流冲击悬空管道时,管道容易发生拉压和扭曲变形,产生裂缝、屈曲、拉断等形式的破坏,给输气管道的安全造成了极大的威胁。因此论文根据石亭江段输气管道工程实况,开展了水流冲击悬空管道的力学响应分析,为确定水流冲击对管道的影响程度、找出管道易破坏位置区域和制定有效的预防措施等方面提供参考。主要研究内容如下:(1)对国内外水流冲击悬空管道的研究方法进行总结。分析悬空管道在穿越水域段的形成机理,建立石亭江段输气管道悬空段的力学模型,利用解析法对此段悬空管道进行力学分析,并得到影响悬空管道受力的不同因素。(2)采用ANSYS-DYNA和LS-PREPOST软件建立SPH-FEM耦合数值模型,分析水流冲击作用下管道受力和变形特征,得出管道最容易破坏的区域;将有限元模拟结果与解析法计算结果进行对比,验证本文有限元模型的合理性;对比分析基于应力的失效准则和基于应变的失效准则的特点,利用应变失效判定准则对石亭江段输气管道悬空段进行失效判定。(3)基于数值模拟分析结果,分别分析管道壁厚、流速、管输压力、悬空长度对石亭江段输气管道在水流冲击作用下的受力影响规律。并定量得到石亭江段输气管道在不同因素下的安全条件,为以后的管道安全监测提供一定的理论指导。(4)根据数值模拟得到的管道应力集中区域,提出一定的针对水流冲击悬空段的防护措施,提出暂时性的防护措施,为穿越石亭江段输气管道安全防护提供理论支撑。

关键词：悬空管道穿越水域 SPH-FEM耦合算法管-土相互作用

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