內(nèi)腐蝕深海立管剩余強度評估.pdf

1、深海立管在深海油田開采、生產(chǎn)和產(chǎn)品運輸起著非常重要的作用。而深海立管內(nèi)部流體介質(zhì)具有很強的腐蝕性，并且它們在高溫、高壓的環(huán)境下流動，這些條件會對立管腐蝕產(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足其正常工作狀態(tài)時，立管運營則存在很大風(fēng)險，極有可能導(dǎo)致立管破裂、油氣泄露，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染。為了防止這類事故的產(chǎn)生，尋找深海立管剩余強度隨各參數(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度隨各因素的變化規(guī)律，還可以對深海立管設(shè)計、后期維護(hù)及更換進(jìn)行評估，乃至更好地制定相關(guān)決策，在達(dá)到減少運營成本目的的同時，又能保證深海立管的安全運營。故文章將從以下幾個方面進(jìn)行分析研究：
　　首先，在收集及查閱國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，介紹國內(nèi)外深海石油發(fā)展背景及趨勢，簡要闡釋目前深海立管由于腐蝕所帶來的風(fēng)險，并概括、對比國內(nèi)外立管腐蝕缺陷安全評估規(guī)范的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)國內(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。
　　其次，分析海洋管道內(nèi)腐蝕形成的機理與形態(tài)，探討海洋立管輸送流體介質(zhì)、運動狀態(tài)等對腐蝕的影響，并結(jié)合深海立管的外部工作環(huán)境以及上述幾個方面來確定本次研究對象的物理模型及待分析的影響因素。
　　然后，運用有限元軟件ANSYS Workbench對內(nèi)腐蝕缺陷深海立管剩余強度進(jìn)行仿真分析。分別從深海立管腐蝕缺陷、流體運行狀態(tài)（流速、壓力、溫度）及靜水壓力三個方面探討其對立管承壓能力影

4、響，在分析腐蝕缺陷、內(nèi)壓、流速及靜水壓力時，文章采用流固耦合的方法進(jìn)行求解。同時在分析不同壓力加載形式對立管承壓的影響時，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度隨各因素的變化規(guī)律，結(jié)合實際應(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方法對含腐蝕缺陷海洋立管進(jìn)行評估，用Matlab軟件編程分析，比較三種規(guī)范中腐蝕深度與長度對失效壓力的影響，同時采用有限元