內(nèi)腐蝕深海立管剩余強(qiáng)度評(píng)估.pdf

1、深海立管在深海油田開(kāi)采、生產(chǎn)和產(chǎn)品運(yùn)輸起著非常重要的作用。而深海立管內(nèi)部流體介質(zhì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，并且它們?cè)诟邷?、高壓的環(huán)境下流動(dòng)，這些條件會(huì)對(duì)立管腐蝕產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用，從而引發(fā)深海立管呈現(xiàn)不同程度的腐蝕破壞。當(dāng)腐蝕破壞程度使得立管承壓能力不能夠滿(mǎn)足其正常工作狀態(tài)時(shí)，立管運(yùn)營(yíng)則存在很大風(fēng)險(xiǎn)，極有可能導(dǎo)致立管破裂、油氣泄露，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染。為了防止這類(lèi)事故的產(chǎn)生，尋找深海立管剩余強(qiáng)度隨各參數(shù)的影響變化就顯得非常有

2、必要。另外，基于深海立管剩余強(qiáng)度隨各因素的變化規(guī)律，還可以對(duì)深海立管設(shè)計(jì)、后期維護(hù)及更換進(jìn)行評(píng)估，乃至更好地制定相關(guān)決策，在達(dá)到減少運(yùn)營(yíng)成本目的的同時(shí)，又能保證深海立管的安全運(yùn)營(yíng)。故文章將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析研究：
　　首先，在收集及查閱國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，介紹國(guó)內(nèi)外深海石油發(fā)展背景及趨勢(shì)，簡(jiǎn)要闡釋目前深海立管由于腐蝕所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，并概括、對(duì)比國(guó)內(nèi)外立管腐蝕缺陷安全評(píng)估規(guī)范的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用仿真軟件分析腐蝕缺陷管道的

3、研究成果，從而提出文章的研究方向與技術(shù)路線(xiàn)。
　　其次，分析海洋管道內(nèi)腐蝕形成的機(jī)理與形態(tài)，探討海洋立管輸送流體介質(zhì)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等對(duì)腐蝕的影響，并結(jié)合深海立管的外部工作環(huán)境以及上述幾個(gè)方面來(lái)確定本次研究對(duì)象的物理模型及待分析的影響因素。
　　然后，運(yùn)用有限元軟件ANSYS Workbench對(duì)內(nèi)腐蝕缺陷深海立管剩余強(qiáng)度進(jìn)行仿真分析。分別從深海立管腐蝕缺陷、流體運(yùn)行狀態(tài)（流速、壓力、溫度）及靜水壓力三個(gè)方面探討其對(duì)立管承壓能力影

4、響，在分析腐蝕缺陷、內(nèi)壓、流速及靜水壓力時(shí)，文章采用流固耦合的方法進(jìn)行求解。同時(shí)在分析不同壓力加載形式對(duì)立管承壓的影響時(shí)，采用了直接加壓與流固耦合兩種方式。并基于深海立管剩余強(qiáng)度隨各因素的變化規(guī)律，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用提出相關(guān)維護(hù)方案。
　　最后，根據(jù)常用規(guī)范ASME B31-2009、DNV RF101與PCORRC方法對(duì)含腐蝕缺陷海洋立管進(jìn)行評(píng)估，用Matlab軟件編程分析，比較三種規(guī)范中腐蝕深度與長(zhǎng)度對(duì)失效壓力的影響，同時(shí)采用有限元