有限元在海底管道設(shè)計中的應(yīng)用研究.pdf

1、海底管道是海洋油田生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。通過海底管道把海洋油田的整個油氣集輸、貯運(yùn)系統(tǒng)聯(lián)系起來，也使海洋油田與整個石油工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)系起來。隨著我國海洋油田進(jìn)一步開發(fā)，海底管道需要量會大大增加。海底管道設(shè)計是海底管道工程中的重要組成部分，沒有良好的設(shè)計作為基礎(chǔ)，會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，施工建造和運(yùn)營將變得毫無根據(jù)。自1985年以來，我國不斷學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)，逐漸掌握了海底管道設(shè)計技術(shù)，設(shè)計水平不斷提高，但相對于國外先進(jìn)水平仍有很大差距

2、，主要體現(xiàn)在沒有將已經(jīng)成熟的理論和先進(jìn)的設(shè)計工具應(yīng)用于實際工程之中。 目前國內(nèi)外海底管道設(shè)計使用的設(shè)計工具為根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)編制的EXCEL計算表單和有限元分析軟件。國外有限元分析應(yīng)用于設(shè)計過程中的廣度和深度都優(yōu)于國內(nèi)。國內(nèi)使用的有限元程序為SUSPEND、OFFPIPE和AUTOPIPE等。部分有限元程序編制時間較早，采用通用的輸入方法，沒有考慮模型自身特點，因此分析結(jié)果誤差較大。 本文的主題是致力于將有限元分析理論和有限

3、元分析軟件應(yīng)用于海底管道設(shè)計的應(yīng)用研究。論文中以實際工程為例，進(jìn)行了這方面的研究。首先以海底管道的立管吊裝為研究對象，基于有限元理論，首次使用ANSYS建立了立管吊裝有限元分析模型。ANSYS軟件是通用的有限元程序，可以通過建模、求解和后處理三個過程對海底管道進(jìn)行規(guī)范化的設(shè)計。比較ANSYS的后處理結(jié)果和SUSPEND的計算結(jié)果，立管吊裝的最大應(yīng)力點相同，ANSYS計算結(jié)果更為精確。 其次，對海底管道中經(jīng)常出現(xiàn)交叉管道進(jìn)行了分析