地震荷載作用下腐蝕損傷海底管線破壞機(jī)理研究.pdf

1、石油天然氣是非常重要的戰(zhàn)略資源，對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定以及國(guó)家安全有著不可忽視的影響。近幾年，我國(guó)內(nèi)陸油田的石油產(chǎn)量的增長(zhǎng)明顯放慢，而海洋石油開發(fā)呈逐年遞增的態(tài)勢(shì)，海底輸送管線也相應(yīng)的逐漸增加?，F(xiàn)在，很多海底管線已出現(xiàn)了不同程度的問題，管線的破壞事故時(shí)有發(fā)生，引起管線破壞的主要因素之一就是腐蝕。
　　目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)腐蝕海底管線的研究主要集中在靜力問題的分析，包括管線內(nèi)壓、彎矩、軸力等，而對(duì)于動(dòng)力問題，一般都是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為靜力進(jìn)

2、行分析，這就會(huì)使得對(duì)腐蝕管線進(jìn)行評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況有一定的差別。同時(shí)，在實(shí)際情況中，海底管線的腐蝕不可能只是簡(jiǎn)單的單點(diǎn)矩形腐蝕，還包括兩點(diǎn)腐蝕、三點(diǎn)腐蝕，甚至是群腐蝕，而腐蝕性形式還有坑蝕、點(diǎn)蝕等，因此海底管線的腐蝕是比較復(fù)雜的。另外，對(duì)于海底管線懸跨段的地震響應(yīng)分析的研究國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，也有了一些成果，但是，這些研究的研究對(duì)象主要集中在海底完好管線，關(guān)于海底腐蝕懸跨管段的研究幾乎沒有。
　　針對(duì)目前單點(diǎn)腐蝕管線研究

3、的一些問題，本文對(duì)單點(diǎn)矩形內(nèi)腐蝕的埋置管線進(jìn)行了研究，根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，分析了管線內(nèi)壓和地震荷載聯(lián)合作用下腐蝕尺寸及管線徑厚比等對(duì)腐蝕管線極限內(nèi)壓的影響。結(jié)果表明，腐蝕長(zhǎng)度對(duì)和腐蝕寬度管線極限內(nèi)壓的影響較大；腐蝕深度對(duì)管線的極限內(nèi)壓有一定的影響；另外管線強(qiáng)度對(duì)腐蝕規(guī)律無影響，其極限內(nèi)壓變化規(guī)律一致。
　　與單點(diǎn)腐蝕管線的受力不同，兩點(diǎn)腐蝕管線還存在著腐蝕點(diǎn)間的相互作用。因此，本文對(duì)兩點(diǎn)矩形腐蝕的埋置管線的極限內(nèi)壓展開了研究，根據(jù)

4、計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)向兩點(diǎn)腐蝕管線的極限內(nèi)壓較軸向兩點(diǎn)腐蝕管線和單點(diǎn)腐蝕管線較低；但是與軸向兩點(diǎn)腐蝕管線相比，環(huán)向兩點(diǎn)腐蝕管線極限內(nèi)壓隨腐蝕長(zhǎng)度、腐蝕寬度和腐蝕厚度等因素的變化規(guī)律與單點(diǎn)腐蝕管線更相似。
　　本文開展了海底管線腐蝕懸跨段的地震響應(yīng)研究，管線輸入地震波為正弦波和EL-Centro波，研究發(fā)現(xiàn)水平方向的地震對(duì)管線的響應(yīng)起控制作用；腐蝕位置對(duì)管線跨中的動(dòng)力響應(yīng)有很大影響，跨中的地震響應(yīng)隨著腐蝕位置逐漸接近跨中呈現(xiàn)先增加后減小