输油悬空管道洪水冲刷作用下安全评价.pdf

石 油 机 械 CHINAPETROLEUMMACHINERY 2015年 第43卷 第 1期 ●管道工程 输油悬空管道洪水冲刷作用下的安全评价 王海兰 马廷霞 徐洪敏 赵 潇 于家付 (1．西南石油大学机 电工程学院 2．中国石油西南管道公司) 摘要：洪水冲刷是影响输油悬空管道稳定性的重要灾害之一。对洪水冲刷输油悬空管道进行 受力分析可知，漂浮管道易产生拉弯变形。为此，建立 了水冲管道力学分析模型，应用基于应变 准则的失效判据关系式来判断管道 的安全状态，并用有限元软件ABAQUS对X60输油管道在一定 洪水流速和一定悬空长度2种工况下的安全状态进行模拟与分析。分析结果表明，最大应力、应 变及挠度与悬空长度成正相关关系；一定悬空长度下，最大应力、应变及挠度与洪水流速成正相 关关系，且当流速大于3m／s时，管道的振动频率升高，加大管道失效可能性。水冲悬空管道的 危险点位于埋设段与悬空段交汇处的水流入侧。 关键词：洪水冲刷 ；输油悬空管道；应变准则；安全评价；有限元；模拟分析 中图分类号 ：TE973 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1001—4578．2015．O1．024 SafetyEvaluationforSuspendedOilPipelinesunderFloodScouring WangHailan MaTingxia XuHongmin ZhaoXiao YuJiafu (1．SchoolofMechatronicEngineeringofSouthwestPetroleumUniversity；2．PetroChinaSouthwestPipelineCompany) Abstract：Flood scouring isakey factorthatmaypresentsevere threatto stability ofsuspended pipe— lines．Resultsofforceanalysesforsuspendedpipelinesunderfloodscouringshow thatfloatingpipelinesaresuscep— tibletobendingdeformation．Mechanicalanalysismodelforpipelineswithfloodscourisestablished．Inaddition， straincriteriaareusedtodeterminesafetyconditionsofthepipeline．Afiniteelementsoftware，ABAQUS，isused forsimulatingandanalyzingsafetyconditionsofX60oilpipelinesatcertainfloodvelocityandcertain suspended length．Testresultsshow thatmaximum stress，strainanddeflectionhavepositivecmTelationwith thesuspended length．Moreover，underspecificsuspendedlength，maximum stress，strainanddeflectionhavepositivecorrela- tionwithfloodvelocity．Withflowvelocitieshigherthan3m／s，pipelinesmayhavevibrationfrequenciesincreased togetherwithpossibilitiesoffailure．Thepointwithhighestdangerofsuspendedpipelineunderfloodscouringlocates atthejointingsectionbetweenburiedintervalandthesuspendedintervalonthesidewithwaterinflow． Keywords：flood scouring；oiltransportationsuspendedpipeli