›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S2): 64-69.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

点支撑缺陷下海底埋管热屈曲分析

刘 润1,王秀妍1,刘月辉2,王武刚1   

  1. 1. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072;2. 天津市勘察院,天津 300191
  • 收稿日期:2010-04-27 出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-26
  • 作者简介:刘润,女,1974年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 40776055);国家创新研究群体资助项目(No. 51021004);海洋工程国家重点实验室(上海交通大学)开放课题项目资助(No.1002)

Thermal buckling analysis of submarine buried pipelines with isolated prop initial imperfection

LIU Run1, WANG Xiu-yan1, LIU Yue-hui2, WANG Wu-gang1   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Tianjin Institue of Geotechnical Investigation & Surveying, Tianjin 300191, China
  • Received:2010-04-27 Online:2011-08-10 Published:2011-08-26

摘要: 由于生产工艺的要求,开采的原油经常需要在一定的温度和压力下才能顺利输送,而输油过程中的高温和高压会导致海底管线中产生较大的附加应力。管线受到地基土的约束作用后无法自由变形,附加应力的不断累积,造成管线发生整体屈曲变形,埋地的海底管线通常会产生竖直向的整体屈曲变形而影响使用甚至破坏。基于点支撑初始缺陷形式的海底管线,给出了管线竖直向整体屈曲分析的解析解,结合实际工程中铺设的高温高压输油管线进行了整体屈曲分析,揭示了不同温度条件下埋地管线发生竖直向整体屈曲的规律性,提出挖沟掩埋可以有效地防止管线发生温度应力下的整体屈曲

关键词: 海底埋地管线, 温度应力, 点支撑缺陷, 整体屈曲

Abstract: In-service hydrocarbons must be transported at high temperature and pressure to ease the flow and prevent solidification of the wax fraction. A pipeline containing hot oil will expand longitudinally on account of the rise in temperature; and if such expansion is resisted, for example by frictional affects over a kilometer or so of pipeline, compressive axial stress will be set up in the pipe-wall. The compressive forces are frequently large enough to induce vertical buckling of buried pipelines, which can jeopardize the structural integrity of the pipeline. In this paper, a theoretical solution of the vertical buckling has been introduced, with regards to the isolated prop initial imperfection cases of the submarine pipelines. Analytical tools are applied to predict the occurrence and the consequence of in-service buckling of a buried heated pipeline in Bohai oil field. An evaluation of this pipeline behaviour has been performed in order to ensure the pipeline structural integrity during operation in demanding loading conditions. The analysing results show that the upheaval buckling is most likely to occur from initial imperfection of the pipeline and the larger the initial imperfection amplitude, the less the axial force required for the upheaval buckling. The dynamic snap will happen for small initial imperfection amplitude. Trenching-burial is one kind of valid protection measures preventing the pipeline from thermal upheaval.

Key words: submarine buried pipeline, thermal stress, isolated prop imperfection, upheaval buckling

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