海床上石油管道悬跨安全性的分析测算方法

摘要

本发明提供了一种对海床上石油管道悬跨安全性的分析测算方法，在有限元模拟平台上进行分析测算，包括原始数据采集步骤、整体内外管管线浮力检验步骤、以海洋石油管道为空置并平铺在虚拟的完全水平的海床面上的状态建立起海洋石油管道的计算机三维初始力学模型、用有限元素法计算内管剩余铺管张力造成的管道初始变形以及在内、外管上逐步加载压力荷载、温度作用力等载荷，从而获得海洋石油管道的最终变形，并将计算所得的结果输出。本发明的分析测算方法可以为海床上石油管道在预定海床路线下可能出现影响安全的严重悬跨路段进行设计修正，也可以为已建海床路线下可能出现影响安全的严重悬跨路段进行补救处理提供依据。

主权项

1、海床上石油管道悬跨安全性的分析测算方法，其特征是在有限元模拟平台上进行分析测算，包括如下步骤：(1)原始数据采集(2)整体内外管管线浮力检验步骤(3)以海洋石油管道为空置并平铺在虚拟的完全水平的海床面上的状态建立起海洋石油管道的计算机三维初始力学模型(4)用有限元素法计算内管剩余铺管张力造成的管道初始变形在步骤(3)的管道初始模型的基础上，给内管加载剩余铺管张力，在有限元平台上计算有限元模型在新的力作用下新的力平衡，及在新的力平衡状态下的海洋石油管道初始变形；(5)在步骤(4)的管道模型上，固定其中一个外管的末端弹簧元素的纵向(UX向)位移，按照已储存的实际海床轮廓参数，来限制海洋石油管道两端点及所有海床节点竖向(UZ向)位移位置以使海床元素符合实际的海床轮廓，在上述步骤(4)中获得的海洋石油管道初始变形的形状下重新加载剩余铺管张力作用下，在有限元平台上计算有限元模型在新的力作用下新的力平衡，及在新的力平衡状态下的海洋石油管道的进一步变形；(6)固定外管另一端的末端弹簧元素的纵向(UX向)位移，并固定管线的中间锚节点；基于步骤(5)中获得的海洋石油管道变形形状下，给内外管道加载压力荷载，在有限元平台上计算有限元模型在新的力作用下新的力平衡，及在新的力平衡状态下的海洋石油管道的进一步变形；(7)在步骤(6)中获得的海洋石油管道变形形状下通过加载内管受到的温度作用力，在有限元平台上计算有限元模型在新的力作用下新的力平衡，及在新的力平衡状态下的海洋石油管道的进一步变形；(8)在步骤(7)中获得的海洋石油管道变形形状下通过加载波浪水流荷载和土壤摩擦力，所述土壤摩擦力包括土壤惯性、推拉及提升力，在有限元平台上计算有限元模型在新的力作用下新的力平衡，及在新的力平衡状态下的海洋石油管道的最终变形；(9)将计算所得的结果输出。